当今世界最强大的 10 台超级计算机

超级计算机是专门的机器，其计算速度远超标准计算机。它们提供的性能水平使政府和组织能够解决普通计算机无法解决的问题。

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它们被广泛应用于科学研究、天气预报、金融分析、物理模拟以及石油和天然气勘探等各个领域，超级计算机还帮助科学家发现更耐用的建筑材料，并极其详细地研究人类蛋白质和细胞系统。

在本文中，我们将了解当今世界上最强大的 10 台超级计算机。

1.富岳超级计算机（日本）

Fugaku是目前世界上性能最强大的超级计算机，位于日本神户的理化学研究所计算科学中心。这台超级计算机由日本半导体、计算机和通信研发公司富士通研发，理论峰值性能可达537 petaflops，即每秒进行537千万亿次计算（petaflops是计算能力的单位，相当于每秒进行1千万亿次计算）。

富岳也是首台搭载 ARM 处理器的超级计算机。ARM 是一种新型微处理器技术，采用更简单、更低功耗的处理方法。根据 HPCG 性能评估标准，富岳的性能超过了全球排名其后的四台顶级超级计算机性能的总和。

这对日本政府来说是一项重大成就，但设计如此强大的系统成本不菲。自2014年以来，日本政府已为该项目的研发和应用开发投入了约10亿美元。

Fugaku 在两个并行操作系统上运行：Linux 和名为 IHK/McKernel 的多核操作系统。Linux 处理与可移植操作系统接口 (POSIX) 兼容的服务，而 McKernel 则运行高性能模拟。

其旨在解决高优先级的科学和社会问题，例如天气预报、清洁能源开发、药物开发、精准医疗和发现量子力学规律。

2. Summit超级计算机（美国）

Summit是目前世界上计算能力第二强的超级计算机，位于美国田纳西州橡树岭国家实验室。这台超级计算机由跨国计算机技术公司IBM与专门为工作站、个人电脑和移动设备开发图形处理器和芯片组技术的美国跨国公司NVIDIA合作开发，处理能力达到每秒200千万亿次浮点运算。

在最近的新冠疫情期间，美国能源部利用“顶峰”（Summit）超级计算机增强其技术能力，以寻找新冠的治疗方法。这台超级计算机的强大功能可以帮助加快抑制或攻击病毒的进程。

Summit超级计算机配备了一个“人工智能大脑”，可以分析无数次模拟，以确定哪些药物组合可以阻止新型冠状病毒（SARS-CoV-2）攻击细胞。

这台超级计算机用于物理、能源和医疗保健等多个领域的研究。“顶峰”还协助了阿尔茨海默氏症的研究，分析了可能与阿片类药物成瘾相关的基因，并根据气候模拟预测了危险天气。

3. Sierra 超级计算机（美国）

Sierra 是全球第三强大的超级计算机，位于美国加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室。该计算机由 IBM 和 NVIDIA 联合开发，处理能力高达每秒 125 千万亿次浮点运算。它被用于包括核武器和气候变化在内的多个领域的研究。

Sierra 超级计算机的持续性能比其前代 Sequoia 超级计算机高出 6 倍，工作负载性能高出 7 倍。它结合了两种类型的处理芯片：IBM 的 Power 9 处理器和 NVIDIA 的 Volta GPU。

Sierra 专门用于评估核武器系统的性能、库存管理中的预测应用、可靠性测试程序以及无需任何核试验的美国核武器的维护。

4.神威太湖之光超级计算机（中国）

神威·太湖之光是目前全球第四大超级计算机，位于中国无锡国家超级计算中心。该超级计算机由中国国家计算机科学与工程研究中心研发，计算能力达每秒93千万亿次浮点运算。它用于气候建模和地球系统科学等多个领域的研究。

神威·太湖之光的计算能力来源于自主研发的多核SW26010中央处理器（CPU），该处理器既包括计算处理单元，也包括管理处理单元。

得益于 260 个计算单元（集成到单个 CPU 中），单个 SW26010 CPU 可提供超过 3 万亿次浮点运算的峰值性能。每个计算单元都配备用户控制的缓存，可显著减少大多数应用程序中的内存拥塞。

除了支持生命科学和药物研究外，太湖之光还被用于模拟宇宙。然而，中国正努力实现更多目标，并宣布了到2030年成为人工智能（AI）领域世界领先者的目标。

5.天河2A超级计算机（中国）

天河二号A是全球第五强大的超级计算机，位于中国广州的国家超级计算中心。该超级计算机由中国国防科技大学研发，处理能力达每秒61千万亿次浮点运算。

中国斥资24亿元人民币（约合3.9亿美元）建造了这台超级计算机，目前主要用于模拟应用、分析政府安全相关问题以及研究材料科学与工程。

6.Frontera超级计算机（美国）

Frontera 目前是全球第六强大的超级计算机。它位于美国德克萨斯州的德克萨斯高级计算中心。这台超级计算机由美国计算机技术公司戴尔开发，处理能力为每秒 23.5 千万亿次浮点运算。

Frontera 通过提供可扩展的计算资源为工程和研究开辟了新的可能性，使科学家更容易应对多个领域的复杂挑战。

Frontera 拥有两套计算系统：一套专注于双精度性能，另一套专注于单精度流内存计算。它还集成了云计算接口和多个应用节点来托管虚拟服务器。

Frontera 超级计算机用于粒子物理学和地球科学等多个领域的研究。

7.超级计算机丹特峰（瑞士）

Piz Daint 是世界上第七强大的超级计算机。它位于瑞士国家超级计算中心。它由位于美国华盛顿州西雅图的超级计算机制造商 Cray 开发，处理能力为 21.2 petaflops。

Piz Daint 超级计算机以瑞士阿尔卑斯山的 Piz Daint 山命名，运行在英特尔至强 E5-26xx 处理器和 NVIDIA Tesla P100 上。

这台超级计算机用于材料科学和流体动力学等多个领域的研究。它还可以处理一些全球数据最密集的项目的数据分析，例如从瑞士世界上最大的粒子加速器实验中收集的数据。

8.Trinity超级计算机（美国）

Trinity 目前是全球第八强大的超级计算机。它位于美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室。这台超级计算机也是由超级计算机制造商 Cray 开发的，处理能力为 20.2 petaflops。

Trinity超级计算机的建造旨在为美国国家核安全局提供强大的计算能力。它旨在提高核武器模拟代码的几何和物理精度，并确保核储备的安全、可靠和高效。该超级计算机还用于能源和气候建模等其他领域的研究。

9.人工智能桥接云基础设施超级计算机（日本）

AI桥接云基础设施是全球第九强大的超级计算机。它位于日本东京的国家先进工业科学技术研究所。它由富士通半导体、计算机和通信研究与开发公司开发，处理能力为每秒 19.9 千万亿次浮点运算。

AI超级计算机桥接云基础设施用于许多不同领域的研究，包括人工智能和机器学习。

10. SuperMUC-NG超级计算机

SuperMUC-NG是全球第十强大的超级计算机。它位于德国莱布尼茨超级计算中心。该超级计算机由跨国计算机技术公司联想开发，处理能力达每秒19.5千万亿次浮点运算。

SuperMUC-NG超级计算机为欧洲科学家在基因组分析、流体动力学、宇宙基本力分析、生命科学、医学和天体物理学等广泛领域提供服务。

根据市场研究公司Technavio（英国）的报告，全球超级计算机市场规模将在2021年至2025年期间增长至125亿美元，预测期内实现20%的复合年增长率（CAGR）。

人工智能、机器学习和云技术等先进技术的日益普及是推动这一增长的主要原因。对高度复杂的模型的需求，用于解决复杂的物理、化学和环境问题，可能会加速这一增长。

总体而言，随着未来应用的日益复杂，对超级计算机的需求也将随之增长。预计政府机构将成为创造最高收入的最终用户。

潘文和