图为天河二号
如今中国投入了大量资源用于开发超级计算机,国已经开发出了天河2号和神威太湖之光等全球屈指可数的顶级超级计算机,让一些人疑惑的是表面上看它们似乎无法发挥什么大作用,那么超级计算机为何被称为国际重器呢?它在我们的平常生活中到底有什么样的作用呢?对此有军迷表示,实际上超级计算机与国家的富强关系非常重大,它身上承担的两项任务相当艰巨,比如军事上的模拟核试验就全靠它,只有拥有更先进的超级计算机才可以研发更加强大的核武器,而在民用方面超级计算机则可以被用于气象灾害和地质灾害的预报和预测,能为人民群众的生活降低大量风险。
图为神威太湖之光超级计算机
超级计算机顾名思义就是性能极为强悍的计算机,这种计算机体型巨大,拥有数十个乃至上百个机柜,一台计算机就足以占据一整个大楼,但它的性能也远比普通计算机强大,一台超级计算机的性能就相当于数万台乃至数十万台普通计算机,因此可以处理对性能需求非常高的任务,如今中国已经拥有了天河二号和神威太湖之光两台最顶尖的超级计算机,还有天河一号等十几台性能略弱一些的超级计算机,是全球超算实力最强大的国家之一。
图为超级计算机
无论是在军用还是在民用方面,超级计算机都有非常巨大的意义,挑两个最为典型的例子,就是军用方面的核武器模拟实验和民用方面的自然灾害预报,先说军用方面,上个世纪美国主导签署了全面禁止核试验的公约,中国苏联等五大常任理事国都签署了这一公约,承诺停止核爆试验以防对地球环境造成污染,但这并不意味着五大常任理事国停止了对核武器的研发,实际上各国之所以愿意签署这一公约,是因为在此前的核试验中五常都已经积攒了足够的数据,可以根据这个数据推算出一套能在计算机中运行的核武器模型,不进行实际爆炸也能研发新型核武器,因此同意联合签署这一公约,借此制约其他国家的核武研发活动。
如今五大常任理事国研发新型核武器的主要载体就是超级计算机,利用这套核武器模型,科研人员可以直接在超级计算机中对核武器的结构进行设计,然后通过计算精确预测它的威力等参数,因为超级计算机拥有强大的性能,科研人员可以测试各种可能的结构和参数,实现核武器威力的最大化,相比于实际进行核爆炸显然要方便快捷得多,当然最重要的是对手很难发现本国利用超级计算机进行新型核武的研发,降低了很多政治成本。
图为超级计算机
在民用方面,虽然人类如今已经拥有了大量先进的气象探测技术,但直到今天也无法做到较为精确的气象预报,原因就是大气活动实在是太过复杂,并且还存在蝴蝶效应,导致大气活动难以预测,地球的地质活动也是如此,这个问题就算是超级计算机也无法解决,不过幸运的是超级计算机虽然无法提供精确的气象预报,但至少可以在气象灾害或地质灾害到来前提前发出预警,从而尽量降低损失。
比如中国已经将超级计算机用于地震速报系统中,地震波在地表的传播速度约为每秒3-5千米,一分钟内地震波可以从震中传播到180到300公里远之外,而如果在全国各地建设大量地震传感器并把它们连接到超级计算机,超级计算机就可以在几秒钟时间内计算出哪里发生了地震以及震级大约多大,然后在地震波到来前紧急向周边地区发出预警信号,可以为周边地区争取到30秒到一分多钟的紧急逃生时间,足以大幅降低周边地区的地震伤亡。
超级计算机为何被称为大国重器?
第二次世界大战是一场人类的浩劫,但也推动了人类科学技术的发展,引发第三次工业革命,1946,在美国宾夕法尼亚大学世界上第一台电子计算机"ENIAC"的启动按钮被缓缓按下,也标志着人类从此进入计算机时代。
"ENIAC"是由美国军方定制,为了满足美国奥伯丁试验场计算弹道需要而研制成的,这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺8英尺,重达28t(吨),功耗为170kW,其运算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义,表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里,计算机技术以惊人的速度发展,没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。也由此说明了计算机在军事领域有着极大的发展空间。
往后的几十年间,计算机飞速发展,随着人类社会的发展,计算机广泛应用于国家高科技领域和尖端技术研究,但是普通计算机已经无法满足,那无法想象的计算量,超级计算机便应运而生。
超级计算机有着极高的技术难度,只有少数国家可以自主研发制造,其中中国更是领跑者,在不久前公布的新一轮超级计算机排名中,中国"神威-太湖之光"与"天河二号"计算机分别囊括第一和第二名。
超级计算机在军事领域有着广泛的应用,目前国际禁核的大环境下裁减核武器是必须的,但裁减核武器的同时也要保证自身的战略威慑能力,只有研发新一代更高效的核武器才能做到鱼与熊掌二者兼得,但开发新一代核武器,必须有大量的实测数据来支撑,由于各种原因,目前继续试爆核武器是不可去的,但实验数据又怎么获得呢?这时,就是超级计算机出场的时候。因为有着无与伦比的计算速度,超级计算机可以模拟核武器试爆,提供大量无限接近于实际数据的实验数据,模拟各种爆炸环境,为核武器开发铺平道路。
随着目前导弹技术的迅速发展,反导技术也备受瞩目,超级计算机在反导体系中会起到决定性的作用,计算敌方弹道导弹的准确弹道,为我方拦截提供准确参数,从而提高拦截精度。
超级计算机正逐渐应用于更多的领域,航空航天,生物科技,人工智能等造福着人类社会,相信在不久的未来,超级计算机会为人类带来更大的便利。
作者:北国硝烟
本文由火器营原创,抄袭必究!(图片来源于网络)
巨型计算机有什么重要性?
半个多世纪以来,经过科学家们的关心和“培育”,一个又一个新的计算机“婴儿”相继诞生,涌现出许多新秀、明星,发展壮大了计算机家族,使计算机家族从零起步,逐步走向成熟,走向繁荣,逐步发展壮大,创造了色彩斑斓的计算机科学与文化,形成了一个令人流连忘返、激动不已的计算机大世界。
今天,计算机科学的发展仍然方兴未艾,未来计算机世界的宏伟蓝图,正吸引着人们朝着新的目标迈进……
巨型计算机,在现代电子计算机家族中,以其性能最佳、能力最强、技术最精而名列榜首。
今天,巨型计算机已成为科学家、工程师进行科学研究的重要工具。
可以毫不夸张地说,巨型计算机的水平既表示一个国家的计算机技术的水平,又体现一个国家的综合国力,是计算机这顶桂冠上的明珠,困此,世界各国都非常重视对它的研究和开发。
最初的巨型计算机,该是1946年建成的世界上第一台计算机“埃妮娅卡”。
它在当时运算速度最快:每秒可以进行5000次加法运算。
它在当时性能最高:能计算出炮弹飞行的轨迹。
它在当时的体积最大:占地面积160平方米。
它在当时耗电最多:为150千瓦。
它在当时耗资最多:预算经费高达15万美元。
然而,它仅仅荣耀一时,就被后来者取而代之了。
1996年底,美国能源部国家实验室和英特尔公司联合宣布,推出了每秒能进行10000亿次运算的巨型计算机。这台主要用于模拟核爆炸试验的计算机有86个机箱,大约有一个小房间那么大,9000多个高能奔腾处理器组成了它的“超级心脏”。这台超级计算机自重44吨,耗电量为850千瓦,需要300吨重的空调设备为它冷却。
与最初的巨型计算机“埃妮娅卡”相比,运算速度提高了20亿倍,可见,电子计算机技术的发展是多么地惊人啊!
巨型计算机决定了一个国家的经济竞争力,因为许多重大的科学技术问题,都得请巨型计算机来帮忙,如:研制性能好、省能源的汽车和飞机;更加准确地预报天气;预测全球气候变化;改进对环境的研究模型;改进军事系统;研究宇宙是怎样形成的;设计更好的医疗药品;设计新材料,研究新材料的性质;研究生物分子的结构,等等。因而,在某种意义上说,有什么样的计算条件,就有什么样的研究水平。显而易见,大力发展巨型计算机技术是非常重要的。
巨型计算机是计算机家族里的庞然大物,又称超级电脑。它的运算速度和内存容量,都遥遥领先于其他类型的计算机,所以需要庞大计算量的工作,如复杂的科学计算等便非用它不可。
巨型机的水平既表示一个国家的计算机技术的水平,又体现一个国家的综合国力,是计算机这顶王冠上的明珠。各国对其都非常重视。我国开发出来的银河-Ⅰ、银河-Ⅱ便是巨型机。
巨型机价格昂贵,而且只有重要的科研、军事部门才使用它。所以全世界的年产量不超过百台,拥有量也不过几百台。
巨型机的特点一是运算速度快,二是内存容量大。内存容量大比较容易解决,因为存储器的芯片基本上是标准的,可以大量生产。目前16M(16兆位)已大量出售,1G(1024兆位)也已试制成功。银河-Ⅱ内存容量为2048MB,相当于8X256M,用128个16M存储器芯片连接在一起便可做到。目前先进的巨型机内存容量都在GB级以上。