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环球时报新媒体|全球超算排行出炉！日本爆冷夺冠 中国不到40年即全球领先


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划重点
6月22日 ， 全球超级计算机行业的权威排名机构Top500.org公布了最新的全球500台最快的超级计算机排行榜 。
与近些年来中美超算轮流排行第一不同 ， 这次榜单的第一名由日本富士通公司的富岳Fugaku夺得 ， 美国Summit和Sierra位列第二和第三 ， 排行第四的是中国神威太湖之光 ， 第五是中国超算天河-2A 。
环球时报新媒体|全球超算排行出炉！日本爆冷夺冠 中国不到40年即全球领先
本文插图

TOP500组织使用Linpack软件测试超级计算机的性能 。 描述超级计算机性能的指标petaflops中peta意思是10的15次方 ， 即一千万亿次 ， FLOPS的意思是FLoating-point Operations Per Second每秒钟完成的浮点运算次数 。 合起来petaflops的意思是每秒钟完成一千万亿次浮点运算 。
Fugaku是谁？
富岳Fugaku是日本富士通公司研制的新一代超级计算机 。
日本富士通公司在超级计算机行业里很有实力 ， 技术自成一体 ， 其上一代超级计算机“京”（K Computer）早在2011年就曾经成为TOP500超算的冠军 。
Fugaku的高性能Linpack测试结果是每秒运算415.5 petaflops, 是排行第二的美国超算Summit 运算速度的两倍多 。
更令人惊讶的是 ， 富士通的富岳超算使用了富士通自己设计的ARM架构CPU：A64FX处理器 ， 拥有52个核心 ， 浮点性能达到2.7TFLOPS ， 使用台积电的7纳米工艺生产 。 而这款超算使用的互联芯片也是富士通自己研制的 ， 称为“豆腐”Tofu interconnect D 。
什么是超级计算机？
超算全称超级计算机 ， 也叫巨型机 ， Mainframe ， HPC ， 是集成了大量处理器 ， 互连芯片 ， 加速芯片 ， 并通过操作系统和应用软件的专门优化 ， 能够进行密集科学计算的电脑 。
简单来说 ， 超级计算机能够进行大量的 ， 互相依赖的密集的数学运算 。
举例来说 ， 用超算来进行天气预报 ， 对大气运动进行仿真运算 ， 每颗CPU内核负责运算一小块区域的空气性质 ， 而这一小块区域空气的性质和周边区域的空气性质是互相影响的 ， 因此CPU之间需要大量交换数据 。
超级计算机通常有专用的互联芯片 ， 用于提高CPU之间的数据交流速度 ， 使用并行架构 ， 其操作系统和应用软件也为并行计算做了优化 。
超级计算机越来越多地采用了CPU+加速器芯片的设计方案 。
在这种架构里 ， CPU通常负责任务的分配和管理 ， 具体的计算任务是由加速器芯片提供的 。 典型的加速器芯片就是NVidia公司基于显卡GPU技术生产的通用任务GPU（也称GPGPU） 。 这些加速器芯片内置了大量的向量计算内核 ， 对于密集数学运算任务 ， 运算效率能够比CPU成几十倍几百倍地提高 。
超算到底都有什么用途？
超算无论在军事还是民用方面 ， 都有不可取代的作用 。
军事科研领域 ， 例如坦克和装甲车辆 ， 在研制阶段必须进行颠簸 ， 碰撞和抗打击性能试验 ， 战机和舰艇在设计制造时要进行复杂的空气力学和流体力学分析和试验 ， 弹道导弹在飞行过程中实施变轨 ， 锁定目标等技术 ， 都离不开超级计算机对弹道的精确计算和模拟 。
公开资料显示 ， 军迷们熟悉的研制歼20战斗机的中航成都611所就有一台超算 。
此外 ， 情报的获取和分析 ， 包括密码解读和侦察卫星照片分析 ， 战争设计与模拟 ， 核爆炸模拟 ， 以及在网络攻击与防御等方面 ， 超算也都有很大用处 。
国民经济领域 ， 例如石油开采行业 ， 需要对模拟地震的数据进行大量分析计算 ， 找出地下可能埋藏石油的位置 ， 我国在上世纪八十年代进口的许多台超算主要就是应用在这方面 。
其他方面 ， 超算的应用场景还包括桥梁和建筑设计时的力学分析与模拟、银行大数据处理、天气预报等等 。


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