“神算子”:超级计算机

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  比赛现场中的小型超级计算机
  除了呼呼的风扇声,赛场一片沉寂,在场的上百名大学生紧盯着电脑,手指飞快地敲击键盘。
  这群平均年龄不到22岁的大学生,面对的是当下最前沿的研究:机器阅读理解、获2017年诺贝尔化学奖的冷冻电镜技术、美国国家航空航天局的流体力学模拟软件……
  这是2018年世界大学生超级计算机竞赛(简称ASC18)的现场,在2天20小时的规定时间里,每个队伍需要自己搭建小型超级计算机,完成组委会布置的4道题目,运算的结果将作为最后成绩的评分依据。
  参加此次比赛的清华大学大四学生李北辰队伍搭建的机器运算能力,约为l万台现在市面上主流家用电脑运算能力之和,但相比目前世界上最快的超级计算机“神威·太湖之光”,运算能力还不到百分之一。
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  超级计算机
  超级计算机是一种超大型电子计算机,具有很强的计算和处理数据的能力,主要特点表现为高速度和大容量。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(万亿)次以上,堪称“神算子”。超级计算机能在几天或几小时里,处理一般计算机半年乃至几年才能处理完的工作。
  超级计算机多用于国家高科技领域和尖端技术研究,是一个国家科研实力的体现,它对国家安全、经济和社会发展具有重要意义。
  1后面的17个0
  这是一个以万亿为计量单位的世界。
  在超级计算机领域,有着一份世界500强榜单。根据最新排名,如果一台机器的运算能力达不到500万亿次每秒,它将被无情地“除名”。衡量超级计算机的标准“简单粗暴”:运算速度足够快。
  这份榜单每隔半年更新一次,总是能引起全世界的关注。从2013年至今,中国自主研发的超级计算机就一直稳坐榜首。最近两年,这个位置属于“神威·太湖之光”,它的峰值运算速度达到每秒12.5亿亿次,“1”后面17个“0”,大致相当于200万台普通电脑同时运行。
  中国的超级计算机中心
  在国家超级计算济南中心,“神威·蓝光”超级计算机黑色的机箱紧密排布,围成一个大圈,被小心安放在数百平方米的一楼大厅内。当这台研发费用数亿元的机器运转时,功耗是1兆瓦,大致相当于1.5万户家庭的家电功率总和,每年仅电费一项支出就接近2000万元人民币。
  超级计算机里日夜运行着全国各地发来的运算指令,不管是天文观测、航空模拟计算,还是天气预报、生物医疗等日常生活的需求,都需要超级计算机的支撑。
  超级计算机的独门绝技
  当你拿起智能手机,向语音助手询问天气,远在美国的超级计算机在不到1秒的时间里就能理解你的意思。中央气象台每天发布的气象信息,则由济南、广州、无锡等地的超级计算机共同计算得出。
  大量影視公司利用它进行后期特效处理,传统制造业也倚仗这个技术,部分公司洗衣液的瓶子都是超级计算机设计的。
  有了超级计算机,研究者可以模拟出人类器官对药物的反应,大大缩短新药的研发时间,节省成本。在抗埃博拉病毒药物的筛选中,超级计算机能够在一天内完成超过4000万分子化合物的筛选,以最快的速度应对爆发性恶性传染病。
  此外,使用超级计算机进行核爆炸模拟还是美国研究核武器的方式。
  过去,超级计算机的主要任务是进行科学计算。最近几年,有关人工智能的运算请求也越来越多。
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