超級計算機的目標：復制人類大腦

世界上“最聰明”的超級計算機中所具有的強大威力已為我們的日常生活帶來了各種各樣的好處。YankeeGroup高級分析師SanjeevAggarwal說：“最大的超級計算機接近于復制人類大腦的能力?！?/p>

復制人類大腦

你不會在電器商店的貨架上見到它，可是這類不怎么為人所知的計算機已在科技界內引起開發與創新狂潮。

“它”就是超級計算機。過去10年里，世界上的頂級計算機制造商們，在他們為他們的超級機器爭奪最佳性能排名時，玩著相互趕超的游戲。

最初出現在國家研究試驗室和工業開發中心中的超級計算機，現在已經進入了主要汽車、制藥廠商以及產業界的研發部門。最有名的超級計算機之一也許要算是IBM的BlueGene。BlueGene在其定制的設計中使用了10萬多只處理器。相比之下，屬于超級計算機中“較慢”的機器之一（為這些龐然大物排定名次就像是比較閃電）采用大約400只處理器。

那么，這些地球上威力最強大的超級計算機能為人們做些什么呢？它們能帶來終結癌癥和消滅其它疾病的發現嗎？它們能幫助社會科學家找到通過復雜的解決沖突的模型來實現世界和平的解決辦法嗎？它們可以幫助科學家十分肯定地預測地震和海嘯嗎？

一個字，能。

YankeeGroup高級分析師SanjeevAggarwal說：“最大的超級計算機接近于復制人類大腦的能力?！笔澜缟稀白盥斆鳌钡某売嬎銠C中所具有的強大威力已經給我們的日常生活帶來了各種各樣的好處。

靈感之源

你相信超級計算機曾開發出了像啤酒和汽水瓶這樣的主流消費必需品嗎？Illuminata公司首席IT顧問JonathanEunice說，它們的確開發出了這些東西。他說，正是超級計算機的分析能力帶來了最效率的設計和高性價比的制造工藝。

漫畫家辛苦地在好萊塢制片廠中俯身作畫的日子已經一去不復返了。世界最受歡迎的動畫片的創作工作是在超級計算機上完成的。事實上，今天的很多的耗巨資拍攝的電影中使用的特技效果的強度和復雜度遠遠超出了除超級計算機之外所有其它機器的能力。

很多新藥先是在超級計算機上模擬的。Eunice說，藥品研究人員通過在超級計算機上運行藥品互作用模擬和進行藥品研究，減少了數年的開發時間，而這意味著更低成本的更迅速的發現。

重大工業創新幾乎沒有一個不是首先在超級計算機上實現的。像新飛機設計、汽車，乃至剪草機等東西都在超級計算機中醞釀它們成形的，而高燃料經濟性和降低的噪音是兩個結果。

Eunice說：“FordMotor公司所有計算過程中的75%是在超級計算機上完成的?！倍@家公司絕非惟一一家使用超級計算機的企業。他說：“大型銀行開發虛擬超級計算機。配電網是利用超級計算機設計和維護的?！?/p>

超級計算ABC

超級計算機與網格計算有著千絲萬縷的聯系。網格計算是一種解放一家機構的計算機群中的計算能力和數字信息的比較新的技術。從本質上講，網格計算將獨立的計算機網連接在一起來取得更高的可維持的計算速度。

網格計算系統常常通過將分布在企業多個地點的計算機網連接在一起來構成。另一方面，超級計算機是至少將100個處理器專用于完成某個單一任務的單個單元。有時，幾臺超級計算機構成群集來取得更高的運行能力。

同所有人使用的計算機一樣，超級計算機有各種不同的性能配置。Eunice說：“每年都發生相當重大的變化。超級計算過程和它們使用的設計架構都在發生變化，因此性能因子不會保持一成不變?！?/p>

超級計算機制造商建造直接向高端行業銷售的較小版本的超級計算機。Eunice說，這些計算機是規模更為適度的計算機，但它們仍屬于超級計算機。

超級計算中的功率因子是根據性能的千兆次（gf）數量來劃分的。次數，即每秒浮點運算次數，是評價微處理器速度的通用基準。

1個千兆次等于每秒10億次浮點運算。Eunice說，截止數字――即計算機成為超級的門檻――是1,645.7千兆億次。他說：“這個數字在非?？斓木W格計算機與迅速最慢的超級計算機的性能水平之間劃出了一條明確的界線?！?/p>

有限的使用范圍

最快的超級計算機的情況怎樣？YankeeGroup的Aggarwal說：“IBM的BlueGene是威力最強大的超級計算機。它的威力輕而易舉地超過排名第二的機器的一倍?！?/p>

他說，超級計算機的費用通常對于企業和工業中的一般應用來說過于高昂。不過，Aggarwal預測，隨著時間的發展，超級計算機的所有者將使這些機器用于更純粹的研究。

然而，他說他認為它們永遠成不了主流。他說：“我們將看到在商業應用上對網格計算和刀片計算機的更多的依賴?！?/p>

Illuminata的Eunice同意超級計算機還不適合商業應用，盡管他指出在確定誰可以、誰不能使用它們方面不存在一條嚴格的界線。他說，最終可能由超級計算機承擔的典型任務是分析性網格工作和高端文檔作品。

雖然買家數量有限，但是對于頂級制造商來說，超級計算機的銷售一直是一項紅火的業務。Eunice和Aggarwal都認為超級計算機是廠商非常好的一個收入來源，如果不是由于它們數百萬美元的價格的話。

Eunice說：“現在存在一個租用超級計算機使用時間的市場，但惟一那些可行的用戶是國家試驗室和研發公司?！彼a充說，這類租用涉及贏得合同的競爭投標。一些人甚至將進入使用超級計算機的前500家公司名單比作賽車供應商或贊助商。這是個非常有限的客戶群體。

頂級競爭者

領先行業觀察機構，對超級計算機娛樂部中的主要參與者進行跟蹤。該機構2005年11月14日在西雅圖舉行的“超級計算大會”上發布了第26版世界最快超級計算機Top500排行榜。

第一名的位置為IBM的BlueGene/LSystem所奪得。BlueGene/LSystem安裝在加州Livermore市美國能源部LawrenceLivermore國家試驗室，是IBM公司與能源部國家核安全局（NNSA）的聯合開發項目。BlueGene/L在前兩次Top500排行榜中一直占據頭把交椅的位置。

Top500.org報道說，過去半年里，IBM的系統的規模增加了一倍，達到了每秒執行280.6萬億次計算的基準性能新記錄。據Top500.org說：“現在沒有其它任何系統超過100萬次的水平，這個系統預計將在今后幾版的Top500排行榜中繼續成為世界頭號超級計算機?！?/p>

進入頂級超級計算機制造商行列的公司包括：Apple、HP、Cray、Microsoft、SunMicrosystems、NEC、Hitachi、Intel、Dell和AMD。

威力最強大的超級計算機

據top500.org說，美國是超級計算機的領先消費國，世界前500部超級計算系統中的305個系統安裝在美國。歐洲國家擁有100部系統，亞洲擁有66部系統。

比較上發表的最近幾次排行榜可以看到世界上威力最強大的超級計算機迅速發展的情況。只有性能超過1.64萬億次大關的系統才有資格進入最新發表的排列榜，而在一年前，這個標準是8506億次。

可與之對比的是，最新排行榜上最慢的系統，即排名500位的系統，如果是在一年前會排在173位。

此外，入榜的500部系統的總和速度比一年前翻了一番多，為2.30千兆兆次（每秒千萬億次），而一年前這個數字為1.127千兆兆次。

如何很好地利用這種計算能力是科學家、工程師、設計人員以及所有其他所有尋求改善地球上生活質量的人面臨的挑戰。好消息是：通過利用這些地球上威力最大的計算機，未來的艾迪生們可以飛速地進行計算，克服很多前進中的障礙。

Eunice說：“在今天的高科技世界中，很少出現直觀飛躍。相反，從這些超級計算機獲得數據分析和信息是重現‘尤利卡’（找到了）時刻的新靈感?！?/p>