十大超级计算机

1997年,卡斯帕罗夫与IBM“深蓝”的比赛在大礼堂进行了电视转播,供国际象棋和计算机爱好者观看。"width=
1997年,卡斯帕罗夫与IBM“深蓝”的比赛在大礼堂进行了电视转播,供国际象棋和计算机爱好者观看。
©Najlah Feanny/CORBIS SABA

如果有人说"超级计算机,你的思维可能会跳转到深蓝,你不会是一个人。1997年,IBM的这款硅芯片象棋巫师击败了国际象棋大师加里·卡斯帕罗夫(Gary Kasparov),使其成为有史以来最著名的计算机之一(围绕这场胜利的一些争议也起到了一定作用)。多年来,深蓝一直是超级计算机的公众形象,但它并不是地球上唯一的全能人工思考者。事实上,IBM在取得历史性胜利后不久就将深蓝拆分了!最近,IBM凭借沃森创造了超级计算的历史,它在一场特殊比赛中击败了“危险边缘”冠军肯·詹宁斯和布拉德·拉特。

尽管深蓝和沃森都很聪明,但它们的计算能力都无法与2013年11月TOP500榜单上的系统相比。TOP500自称是“我们所知的500个最强大的商用计算机系统”。这份名单上的超级计算机是20世纪50年代早期计算机的复古版——当时的超级计算机占据了整个房间——只不过现代计算机使用了一机架又一机架的尖端硬件来实现每秒千万亿次的运算处理能力

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你的家用电脑可能运行在四个处理器核心上。当今大多数超级计算机都使用数十万个核,而排名第一的超级计算机拥有超过300万个核。

TOP500目前依赖于Linpack基准测试,它向计算机提供一系列线性方程来衡量其处理性能,尽管另一种测试方法正在研究中。在2013年11月的榜单上,中国的天河二号位居世界第一。每隔六个月,TOP500就会发布一个榜单,一些新计算机会跻身世界最快计算机之列。以下是截至2014年初的冠军榜单。继续往下读,看看他们是如何把他18新利最新登入们的电子精神运用到工作中去的。

10: SuperMUC(德国)

SuperMUC上独特的冷却系统色彩缤纷,但更重要的是,它使超级计算机的能源效率比空气冷却系统高出40%。"width=
SuperMUC上独特的冷却系统色彩缤纷,但更重要的是,它使超级计算机的能源效率比空气冷却系统高出40%。
©Nicolas Armer/dpa/Corbis

SuperMUC的运算速度为每秒2.9千万亿次,这要归功于大约15万个处理核。尽管拥有惊人的处理能力,它还是从2012年6月榜单上的第四名一路推到了第十名。它是上榜的几个IBM系统之一,但SuperMUC在几个不同的方面是独一无二的。SuperMUC位于德国莱布尼茨超级计算中心,它使用了一种新的热水冷却系统来保持计算机的大脑从油炸到执行数十亿次的操作。

效率是SuperMUC真正与众不同的地方:IBM表示,它的能源效率比风冷系统高出40%。他们声称散热效率是空气的4000倍。由于其尖端的硬件,SuperMUC是德国第二快的超级计算机。事实上,它是欧洲第三快的超级计算机,几乎是前一年排名第十的两倍。

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9:火神(美国)

利弗莫尔国家实验室的弗雷特·斯特雷茨和道格·伊斯特站在超级计算机Vulcan前。"width=
利弗莫尔国家实验室的弗雷特·斯特雷茨和道格·伊斯特站在超级计算机Vulcan前。
©Laura Schulz and Meg Epperly/LLNL

Vulcan是前四台运行IBM强大的BlueGene/Q平台、搭载Power BQC 16核1.6GHz处理器的计算机中的第一台。这台拥有近40万个核的超级计算机的运算速度达到了4.3千万亿次,比前一款高出了超过1千万亿次。

这台超级计算机是美国能源部位于利弗莫尔国家实验室(LLNL)的国家核安全管理局(NNSA)运行的十强超级计算机中的两台之一加州.2013年年中,该实验室向美国企业开放了Vulcan上的计算机时间,以便在一些项目上进行合作,这些项目将促进科技进步,提高美国的竞争力,并增强高性能计算(HPC)劳动力,所有这些都将换取一部分运营成本。Vulcan还用于与学术界和学术界的合作研究能源、安全、大气科学和生物科学等领域的机构。

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8 . JuQUEEN(德国)

JuQUEEN生活在德国Juelich的一个研究中心。"width=
JuQUEEN生活在德国Juelich的一个研究中心。
©Oliver Berg/dpa/Corbis

JuQUEEN还在IBM BlueGene/Q平台上运行,在大约459,000个核上的最大性能为5petaflops。虽然名单上的许多计算机都是在过去几年里出现的,但JuQUEEN是在2012年制造的,是另一个系统JUGENE的替代品,JUGENE在2010年11月的TOP500中排名第九。

Jülich-Aachen研究联盟的研究人员可以提交项目提案,以证明使用JuQUEEN的一些核心是合理的,如果获得批准,他们就可以与最强大的核心之一共度一段时间超级计算机在世界上。时间关于这台超级计算机和另外两台强大的德国超级计算机,SuperMUC和HERMIT (TOP500榜单上的第39位),可以通过高斯超级计算中心(GCS)和欧洲高级计算伙伴关系(PRACE)申请。

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第七名:《踩踏》(美国)

德克萨斯高级计算中心主任比尔·巴斯(Bill Barth)带领客人参观Stampede。"width=
德克萨斯高级计算中心主任比尔·巴斯(Bill Barth)带领客人参观Stampede。
©tacc 2013

Stampede在2012年11月排名第七,2013年6月升至第六,然后在最近的榜单上恢复了以前的位置。该系统的资金来自美国国家科学基金会(NSF)的奖励,Stampede被安置在德克萨斯大学奥斯汀分校的德克萨斯高级计算中心(TACC)。这款戴尔PowerEdge系统运行英特尔至强E5 8核2.7GHz处理器与英特尔Xeon Phi协处理器一起使用。它大约有46.2万个核心,使其性能达到每秒5.2千万亿次。

自2013年1月以来,Stampede已经开放给科学家们作为NSF极限科学与工程发现环境(XSEDE)计划的一部分,这是一个公开共享16台超级计算机的计算能力和相关资源的虚拟系统。系统的90%都用于XSEDE,其余部分由TACC主任自行决定。任何美国机构的合格研究人员都可以通过XSEDE网站提交提案。

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第6名:丹特比萨(瑞士)

匹兹·丹特几乎和它的威力一样漂亮。"width=
匹兹·丹特几乎和它的威力一样漂亮。
©二者

尽管Piz Daint自2013年4月以来一直在运行,但这台Cray系统后来经历了一次重大升级,使其升至第6位,并取代JuQUEEN成为欧洲最强大的超级计算机。

Piz Daint使用英特尔至强E5处理器和NVIDIA图形处理器(gpu)来提高性能,其11.6万个处理核使其达到6.3千万亿次浮点运算。它位于瑞士国家超级计算中心(CSCS),并将用于模拟天气和气候模式,并在各种其他领域进行科学计算。

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Piz Daint也是榜单上最节能的超级计算机之一,其效率水平为每瓦3185.9百万次浮点运算(MFLOPS/W)[来源:Green500史密斯].它是唯一一台同时进入TOP500和GREEN500榜单前十的超级计算机。GREEN500将TOP500榜单中的所有超级计算机按能源效率进行排名。Piz Daint的混合架构使用了传统的cpu(中央处理器)和更节能的gpu,有助于保持低能耗。

5: Mira(美国)

米拉可能没有引人注目的图形外壳,但它拥有千万亿次的运算能力。"width=
米拉可能没有引人注目的图形外壳,但它拥有千万亿次的运算能力。
©HO /路透社/ Corbis

IBM的Mira于2013年全面投入使用,最高时速可达8.6千万亿次。这比Piz Daint多了2千万亿次,比Stampede多了近3.5千万亿次。

Mira在78.6万个处理器核心上运行。它位于阿贡国家实验室,是美国能源部的一个研究实验室能源.它使用IBM的BlueGene/Q平台,取代了2008年排名第四的IBM老式系统“无畏号”(Intrepid)。

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研究人员通过美国能源部科学办公室提交创新和新颖计算对理论和实验的影响计划(INCITE)提案的人可以申请Mira上的处理器时间。60%的计算机容量用于他们的研究,而30%用于高级科学计算研究领导计算挑战赛。最后的10%预留给紧急的、时间敏感的计算[来源:18luck手机登录信息周刊].

4: K电脑(日本)

K计算机已经在这个列表的顶部或附近几年了。"width=
K计算机已经在这个列表的顶部或附近几年了。
©富士通有限公司

富士通的K电脑,唯一的超级计算机在2011年的两份榜单上,它都是世界上速度最快的超级计算机,但此后排名下滑至第四。尽管如此,它还是打破了个位数的障碍,速度比IBM的Mira有了明显的飞跃,达到了每秒10.5千万亿次浮点运算。

K型计算机位于日本理研先进计算科学研究所,在那里执行包括全球灾害预防、气象学和医学研究在内的科学操作[来源:富士通].与榜单上的其他超级计算机不同,它不是在IBM架构上运行的。K电脑使用富士通自己的SPARC64 viii - ifx八核处理器。它的70.5万个计算机核心帮助它以令人难以置信的速度进行操作。

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但信不信由你,最后三个最快的超级计算机比K计算机强大得多。

3:红杉(美国)

红杉的灰色和橙色配色可能会让你想起万圣节,但真正值得注意的是它的96架芯片。"width=
红杉的灰色和橙色配色可能会让你想起万圣节,但真正值得注意的是它的96架芯片。
©Bob Hirschfeld/LLNL

在2012年6月的TOP500榜单上,红杉是排名第一的超级计算机,但在2012年11月跌至第二,目前排名第三。它仍然毫不逊色,这要归功于大约160万个处理核心,可以产生令人难以置信的17.2千万亿次每秒的性能。想知道这有多不可思议吗?18新利最新登入

好吧,如果我们回顾不到10年前的2008年,IBM的Roadrunner以每秒1000万亿次运算的速度创造了历史(并占据了榜首位置)。IBM].IBM表示,Roadrunner的性能相当于10万台2008年的笔记本电脑。而红杉的速度是它的17倍!红杉是2013年11月名单上四台运行IBM设计的16核1.6GHz芯片BlueGene/Q的计算机之一。这不算特别快时钟速度按照今天的标准,但有96个机架的芯片,性能真的加起来了。

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话说回来,红杉以这么快的速度在做什么?红杉比榜单上第四快的计算机快63%,当然,IBM正在让红杉投入使用。和火神一样,它在美国能源部利弗莫尔国家实验室的国家核安全管理局运行。计算机在做重要的(机密的)工作:它的职责之一是模拟核爆炸

2 .泰坦(美国)

泰坦的外部橱柜和美洲豹的一样,但它们为新的超级计算机进行了改造。"width=
泰坦的外部橱柜和美洲豹的一样,但它们为新的超级计算机进行了改造。
©OLCF

作为上榜的两款Cray系统之一,Titan名副其实,它利用Opteron 6274个16核2.2GHz处理器以及NVIDIA gpu,在大约561,000个核上以惊人的17.6千万亿次浮点运算速度运行。它位于橡树岭国家实验室(ORNL),由橡树岭领导计算设施(OLCF)管理。“泰坦”在2012年底部署后的一个月就在Top500中占据了第一的位置,但在2013年6月的排名中降至第二,并一直保持到现在。

从技术上讲,泰坦是对ORNL之前的超级计算机美洲虎的重大升级。由于其新颖的混合动力车体系结构在美国,泰坦可以和捷豹装在同一个柜子里,速度是捷豹的9倍,而能耗只增加了60%左右。

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Titan是前十名中采用NVIDIA gpu来提高性能的两台超级计算机之一,同时保持比同样强大的全cpu系统更低的功耗。利用gpu运行应用程序然而,要达到这个系统所能达到的速度,就需要一种新的软件编程方法。18新利最新登入为了解决这个问题,OLCF与Cray和NVIDIA合作创建了加速应用准备中心(CAAR),该中心正在努力为代码开发提供最佳实践。

与Mira一样,研究人员可以通过美国能源部的INCITE项目提交提案,以获得在这个工作岗位上工作的时间。

1:天河二号(中国)

天河二号以其处理能力在榜单上占据主导地位,但它也可以凭借其科幻风格的别致外观获得一些时尚点。"width=
天河二号以其处理能力在榜单上占据主导地位,但它也可以凭借其科幻风格的别致外观获得一些时尚点。
©Imaginechina / Corbis

天河二号(意为银河二号)于2012年亮相,比计划提前两年多,一跃成为第一名。它的处理速度达到惊人的33.9千万亿次每秒,几乎是泰坦或红杉的两倍,是2013年6月排名第10位的天河1a的10倍以上。

该系统运行在英特尔至强E5处理器、定制处理器和英特尔至强Phi协处理器的混合上:总共大约3120,000个内核。

该系统由中国国防科技大学开发,位于广州的国家超级计算机中心,将用于教育和研究。这是目前中国唯一进入前十的计算机,但天河二号让他们有炫耀的权利,因为它在一台机器上的强大处理能力。

天河二号运行的是被称为麒麟(Kylin)的Ubuntu Linux操作系统的定制版本,麒麟是由国防科技大学、中国软件与集成电路推广中心(CSIP)和Canonical (Ubuntu的创造者)合作开发的。事实上,所有前10名的超级计算机,以及前500名中的大多数,都在运行某种程度上的Linux

麒麟不仅仅是超级计算机。这是一款专为中国用户定制的免费开源操作系统,可以从Ubuntu的网站上下载用于个人电脑。

更多信息18luck手机登录

作者注:十大超级计算机

2012年的超级计算机榜单绝对令人惊叹。与我们家里的个人电脑相比,这些电脑一直都是超级的,但看看过去几年的榜单,你就会明白科技在这么短的时间内取得了多大的进步。18新利最新登入就在2008年,一台每秒1千万亿次运算的超级计算机还是一件大事。今天,IBM最快的超级计算机可以达到每秒16千万亿次浮点运算!我甚至无法想象这些东西在五年后会有多大的能力。wf

我用2013年的顶级超级计算机更新了这篇文章,一年的变化是多么大啊!从2012年11月到2013年11月,排名第一和第十的计算机的处理能力几乎翻了一番。希望这种不断增长的计算能力能转化为更多更快的科学突破,比如制造有用的家用机器人,培育需要替换的器官等等。超级计算机开发人员已经在关注艾字节处理的未来,按照这个速度,这可能只需要几年的时间。- - - - - - BJ

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