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超级计算发展历程

超级计算概述

超级计算理论: 所谓超级计算理论，就是，它研究如何设计高性能的并行计算系统，如何发挥超级计算机的性能，为超级计算科学服务。超级计算理论主要包括下面三个方面的内容，即超级计算(或并行处理)模型、超级计算方法和超级计算机系

超级计算机发展历史: 超级计算机：能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多，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

泰坦 (超级电脑): 泰坦（英语：Titan）是一台由克雷公司承建的超级电脑，置放于美国能源部下属的橡树岭国家实验室中，供各项科学研究项目使用。泰坦是由原来也置放于橡树岭国家实验室的美洲虎（英文：Jaguar）经过多次升级改装而成。

天河一号基本介绍: “天河一号”是中国首台千万亿次超级计算机。曾计划从2010年9月开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。2010年11月14日，国际TOP500组织在网站上公布了最新全球超级计算机前500强排行榜，中国首台千万亿次超级

红杉超级计算机: 由美国国际商业机器公司(IBM(微博))最新研制的超级计算机“红杉”(Sequoia)，为美国夺得全球最快超级计算机宝座。“红杉”的持续运算测试达到每秒16.324petaflops，即每秒16324万亿次运算，其峰值运算速度高达每秒20

vulcan （超级计算机）: 美国“Vulcan”搭载了IBM BlueJean/Q系统的超级计算机Vulcan排名第八，目前位于美国加利福尼亚利弗莫尔邻近“红杉树”超级计算

Juqueen: 超级计算机Juqueen位于德国于利希，同时也是于利希研究所与IBM共同研制的欧洲最快的超级计算机。新型超级计算机Juqueen的问世

Stampede: 超级计算机超级计算机是指能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑，其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差

IBM米拉: Mira（米拉）超级计算机和Titan（泰坦）超级计算机有着相同的血统。它采用IBM第三代“蓝色基因/Q”构建，由美国阿贡国家实验室

K电脑: K电脑，由672个电脑柜组成，CPU数量超过6万个。由日本制成全球最快，每年电费千万美元。日本富士通和国家研究所共同研发出超级

天河一号基本介绍: “天河一号”是中国首台千万亿次超级计算机。曾计划从2010年9月开始进行系统调试与测试，并分步提交用户使用。2010年11月14日

超算技术普及

初中生利用漏洞侵入天河一号过程公开！: 3月29日，乌云平台正式向公众公开了由一位id叫zph的白帽黑客于2月12日提交的高危漏洞细节，该漏洞显示，天河一号超级计算机集群可被登陆控制（所有节点可下发任务执行命令

超算K模拟一秒人脑计算需8.3万个处理器40分: 日本和德国研究员在近日使用超算K模拟了17.3亿神经细胞1秒内的活动，这项模拟足足花费8.3万个处理器40分钟。如果时间与被模拟神经网络规模呈线性比例的话，那么模拟整个大

电脑游戏催生全球最快超级计算“泰坦”: 目前全球最快的超级计算机“泰坦”凤凰科技讯北京时间11月5日消息，美国科技博客读写网周一刊文称，全球最快超级计算机“泰坦”使用了Nvidia提供的图形处理器（GPU），该

全球超算Top 500：Linux已占93.8%，Windows: 超算Top500是基于Linpack基准测试评定的全球500台最快的超算系统性能榜单，自1993年起每年6月、11月发布两次，是反应业内超算发展现状和趋势的重要指标之一。2012年11月第

IBM超算“红杉”全球第二依然不如人脑: 近日，IBM“红杉”模拟5300亿个人类的神经元。但结果令人大跌眼镜。与真正的人脑相比，“红杉”完全处于下风。目前，在全球超算排名中，“泰坦”居首位，而“红杉”排名第

全球最快超算泰坦存储升级容量超千万GB: 美国橡树岭国家实验室日前宣布选择DataDirect Networks作为合作伙伴，为全世界最快的超级计算机“泰坦”打造全世界最快的存储系统。“泰坦”设计的计算峰值是每秒超过27千

见证TOP500奇迹：详解超级计算机“泰坦”: 下半年的超级计算机TOP500 2012年将在12月公布，一种新型的全球“军备竞赛”正在拉开帷幕，而这一次的竞赛是以千万亿次（petaflop）为计算单位的。美国能源部橡树岭国家实

超算技术哪家强中美日掀暗战: 中国“天河二号”超级计算机排名世界前列的美国“泰坦”超算系统新一轮全球超级计算机“赛跑成绩”17日新鲜出炉，中国“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度第四

日本制成“K电脑”全球最快每年电费千万美: K电脑在神户亮相，由672个电脑柜组成，CPU数量超过6万个。近日，日本富士通和国家研究所共同研发出超级电脑“K电脑”，运算速度是中国研制的“天河一号”3倍，获确认为全球最快的超级电脑。K电脑由68,544个中央处理 ...

天河二号被禁购内幕：专家称美嫉妒中国超算: 连续四次蝉联超级计算机500强排行榜世界第一的“天河二号”最近在系统升级方面遇到了麻烦，对于其今年计划升级计算能力需用到的英特尔“至强”(XEON)芯片，美国商务部实行了禁运。4月9日，美国商务部发布报告，决定 ...

千万亿次超算"Stampede"亮相德州助力: 上线当天，位于美国奥斯汀德克萨斯大学德克萨斯高级计算中心（TACC）内的全新Stampede系统便以世界第七超级计算机的成绩完成了“首秀”。而它的巨大潜力还远远没有被挖掘出来。Stampede（“惊跑”）超级计算机被安置 ...

超算中心创国内超算中心应用之最 “超级大: 记者昨日从国家超级计算天津中心获悉，截至目前，天津超算中心服务京津冀区域以及全国范围的企业、政府、科研院所各类用户超过600余家，每天为用户提供的计算服务机时超过140万，运行计算任务超1000个，每天都有数百 ...

2015上半年全球超算500强：中国天河二号五: 半年一次的TOP500全球HPC排行榜刚刚公布了2015年上半年的成绩，国内的天河2号计算机再一次位列第一，这已经是两年来天河2五连霸了，3386千万亿次的性能还是无人能敌。不过这次的TOP500排行榜上，中国的HPC入围数量从 ...

超级计算机“米拉”:效力阿贡国家实验室: Mira（米拉）超级计算机和Titan（泰坦）超级计算机有着相同的血统。它采用IBM第三代“蓝色基因/Q”构建，由美国阿贡国家实验室和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室共同设计而成。“米拉”超级计算机拥有786432个内核，每秒 ...

揭秘日本最新超算富士通K Computer系统: 据最新的全球超级计算机TOP500排行榜显示，由日本政府出资、富士通公司制造的K Computer超级计算机以其每秒钟8.16千万亿次的运算能力成为全球运算能力最强的HPC。对于超算机而言，日本在20世纪80年代中期开始研发超 ...

应用案例

华强动漫渲染云: 背景基于天河二号为动漫渲染的复杂场景和特效提供强大的计算能力支撑，构建动漫渲染云，完成高质量的渲染任务和高分辨率的真实感渲染，缩短场景的渲染周期，提高动漫作品的制作效率。结果动漫渲染应用，已进入生产阶

基于互联网智能销售系统: 背景基于天河二号构建互联网智能销售应用，完成了智能销售的资源地理规划、信息及时互动、移动信息采集、业务行为管理、订单全程管理、工作协同助手、地理决策分析等各项需求！结果目前已完成虚拟机的部署与优化，已

极性表面几何结构与亲疏水性质的理论研究: 背景表面亲疏水性质与许多物理、化学、生物过程紧密相关，例如，自清洁材料制备、生物大分子折叠等。一般认为，极性表面是亲水的，非极性表面是疏水的。意义发现极性表面也可以疏水。从表面几何结构的观点重新理解表

百万核基因调控网络（GRN）: 研究背景首次通过贝叶斯法构造高等植物（鼠耳芥）的全基因组调控网络，全基因组调控网络有助于从基因组尺度理解基因调控作用。计算规模大规模CPU/MIC异构并行，8192 结点、160 万核。计算性能实测性能 4.81 Pflops，

大规模药物虚拟筛选软件开发与应用: 研究背景分子对接（虚拟筛选）是新药研发的重要手段，但典型分子对接软件可扩展性和效率低下。药物筛选软件计算性能使用天河二号 15 万个 CPU核，耗时 0.5 小时，可进行75 万个小分子化合物的结合亲和力评估。

海洋动力学和模拟专项: 应用背景中国海域具有面积广阔，环流、生态系统与碳收支平衡复杂等特点。这些特点使得在需要大规模并行数值模拟为管理海域提供科学评估和依据。除此之外，中国海对东亚乃至全球气候系统有着非常重要与深远的影响。使

百万核量级地震模拟: 应用背景基于非线性多物理场理论，考虑断层摩擦滑移、地震波传播，结合3D地质结构，真实模拟了1992年美国加州Landers地震波传播问题。该计算侧重模拟对土木工程影响较大的10Hz地震过程，有助于理解地震物理机制，为

商用客机全机全参数气动优化设计: 背景数值模拟和实体风洞试验是飞机设计部门的两大气动设计手段。在大型客机方案设计与布局细化设计中，数值模拟代替风洞试验的比例超过50%，成为主要手段。结果利用2.4万CPU核开展了大型商用飞机全参数气动优化设计

高速列车隧道气动效应计算: 背景高铁线路中隧道众多，隧道内空间狭小，列车隧道内的空气动力学效应不容忽视。高速列车以300km/h列车穿越隧道时产生瞬态冲击压力，其气压爆波对列车车体、隧道结构、人耳膜和周围建筑存在很大安全隐患，通过数值

风电全生命期资产管理: 背景全球可再生能源公共数据库 –规避宏观选址盲区意义1.支持精细化区域可再生能源规划，项目宏观选址，资源测量规划，精准定位可开发资源。2.建立企业级测风数据解决方案，实现测风塔数据的高效/高精度处理。3.基

石油勘探: 具备处理复杂地质条件下三维大连片数据（上千乃至上万平方公里）的能力；单程波叠前深度偏移；3D叠前时间偏移；各向同性和各向异性的3D逆时偏移处理。基于“天河一号”开展的石油勘探数据处理程序开发与应用，解决了

生物信息与生物医药: 具备存储、处理和分析全基因组从头测序、全基因组重测序、外显子测序、转录组测序、小RNA测序等海量生物信息数据的能力；具备进行长时间尺度的生物分子动力学模拟和高通量虚拟药物筛选的能力。“天河一号”支持华大

工程仿真: 提供产品建模和设计服务；具备复杂系统的流体、固体、冲击动力学以及流固耦合分析能力，多工况、全周期、快速、精细、大规模系统级仿真分析能力；已广泛应用于先进制造业的产品设计和仿真领域。 “天河一号”支持工

智慧城市云服务平台: 智慧城市的发展将促进生产方式的转变，同时也有利于解决城市化发展中的一系列“城市病”问题。智慧城市建设将有利于提高政府公共服务水平，改善居民生活。智慧城市的建设离不开物联网、云计算、下一代互联网

能源及相关技术数字化设计应用服务平台: 本平台旨在面向石油煤炭等传统化石能源，太阳能、风能、潮汐能等可再生能源，地热能、生物能等新型能源的生产、储存和有效利用过程中的材料、装置、工艺等的研究和设计与安全评估等问题，为解决日益突出的能

全数字设计与装备制造应用服务平台: 本平台旨在面向地质、海洋、大气各种活动的演化模拟，宇宙粒子演化模拟与环境污染模拟研究，为更好认识各类环境，环境变化与人类的联系以及为各类商业经济活动、政策制定提供计算支持与科学依据。本平台软件

天文、地球科学与环境工程计算应用服务平台: 本平台旨在面向地质、海洋、大气各种活动的演化模拟，宇宙粒子演化模拟与环境污染模拟研究，为更好认识各类环境，环境变化与人类的联系以及为各类商业经济活动、政策制定提供计算支持与科学依据。本平台软件

材料科学与工程计算应用服务平台: 计算机模拟已逐步成为继实验、理论之后发展起来的能够创造、发现新的科学现象和科学概念的重要方法，尤其是对于材料科学与工程领域中的模拟计算。该方法以量子力学、经典力学和统计力学为理论基础，通过建立

基础科学研究: 基础科学研究是指认识自然现象、揭示自然规律，获取新知识、新原理、新方法的研究活动。加强基础研究是提高我国原始创新能力、积累智力资本的重要途径，是跻身世界科技强国的必要条件，是建设创新型国家的根

新材料: 依托计算模拟进行从纳观、微观、介观、宏观尺度对材料进行多层次研究，以及模拟超高温、超高压等极端环境下的材料服役性能，模拟材料在服役条件下的性能演变规律、失效机理，进而实现材料性能的改善和材料设

磁约束聚变数值模拟: 通过开展磁约束聚变研究，使中国受到国际广泛关注，特别是美国橡树岭等国家实验室希望在这一领域加强与中国的合作，开发新能源，解决人类对能源的巨大需求问题。天津超算中心与北京大学聚变中心建立长期合作

建筑信息模型: 天河建筑云平台由国家超级计算天津中心基于天河一号自身所具有的网络、存储和计算资源优势进行构建，致力于实现建筑信息模型（BIM）全流程服务平台。天河建筑云主要实现云端的BIM方案实现，使用户仅通过笔记

海洋环境工程: 海洋经济的发展依托于海洋自然环境的变化，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾减灾工程措施，已经成为普遍关注的环境问题。同时，大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也是开发海洋中应引

天气预报与雾霾预警: 雾霾的预警预报天津超算中心联合中国气象局气象科学研究院、国家气象局卫星数据中心、清华大学、南开大学等单位，共同开展空气质量实时预警预报（雾霾）研究工作。目前已经联合研发出天河-雾霾自动化实时预

航空航天: “天河一号”重点支持我国大型航天、航空飞行器的气动模拟与新型发动机的设计研发；航天十一院、北大工学院多个团队、国家计算流体力学实验室、商飞北研中心、试飞院、力学所等国内著名研究机构都在基于“天

动漫渲染: 可提供二维、三维动画影片制作、影视特效渲染、舞台灯光秀、展览展陈、虚拟现实场景展示等服务，为国家动漫园等文化创意产业服务。构建天河动漫与影视特效渲染云平台，可以实现上千节点并发渲染的超大规模渲

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