高性能计算技术发展.pdf

自然杂 志 第33卷第5期 特约专稿 高性能计算 (超级计算)技术是国家发展的战略性制高点技术。本文介绍了高性能计算技术的重要地位及 当今 世界各国装备应用情况 ；介绍了高性能机 的发展历史与分类、最近十年的标 志性成果及最近一年的世界最快计算机 的前 1O名 ；分析 了发展高性能计算技术的主要难点和研究方 向；展望了未来十年发展 的巨大新挑战。 高性能计算机 HPC(highperformancecomputer) 核动力、核安全技术 ；空气动力学 (航天、航空、航海、高 特指 当今具有超强计算能力 的一类计算机。利用这类 速运载器)；大气 、海洋与空间(天气与灾害预报 ，全球变 计算机解算当今超大、超高、超复杂的计算任务 ，被称为 暖)；能源 (油气勘探与开采 ，新能源)；生命科学、生物 高性能计算 HPC(highperformancecomputing)。本文 工程 、新药研制 ；新材料 ；高新制造 (汽车、微 电子)；信 就这一领域技术的重要地位 、历史沿革 、分类 、最近重大 息与社会 安全 (密码学 、监控)；数据 中心与服务 中心； 发展 、技术挑战、发展展望等问题作一概要介绍。 等等 。 中国 自1958年开始 自主研制计算机 ，并用于解决 1高性能计算的重要地位 中国国内的各种需求 ，成绩卓著 。1983年 国防科技大学 研制成功中国第一台HPC机——银河亿次计算机 YH一 美 国在计算机与信息技术领域 ，一直处世界霸主地 1，使 中国成为继美、日后 国际上少数 能 自主研制 HPC 位 。高性能计算机与高性能计算技术被认为是美 国国 机 的国家之一 。2010年 8月国防科技大学为 “国家超级 家的制高点技术 ，历届政府都高度重视 ，重 点发展 。克 计算天津中心”研制成功 的天河机 TH．1A，其计算速度 林顿 总统 时代 ，大力推进 HPCC(HighPerformance ComputingCommunications)计划 ，大力研制一代代新 在当年 11月 国际Top500排名 中，列世界第一 ，为 国家 机器 ，建设许多超级计算 中心，利用高性能计算机解决 赢得荣誉 ，为中国HPC发展与应用作出了新贡献。 许多科技方面的 “大挑 战问题”，推动众多科学和技术领 全球 HPC机 的研制 ，美 国占绝对优势，全球最快 的 域的大发展。HPCC计划还把 因特网(Internet)公开 民 500台计算机 中，美 国研制 的 占3／4以上 。其次是 日本 用 ，推 向全球 ，推动 了信 息化时代 的到来 。布什 总统时 和中国，欧洲研制的极少 。但世界各 国都高度重视 HPC 代 ，虽然重点是反恐 ，但对高性能计算 的发展丝毫没有 能力 的建设与应用 ，2011年 6月底世界最高性能的500 放松 。2005年总统 IT顾 问委员会 的专题 咨询报告 ，再 台计算机的装备使用情况如下 ： 次提 出 “HPC是 国家核心竞争力 ，要大力发展”。奥 巴马 · 美国：256台，世界绝对第一 ； 总统执政以来 ，经济问题 、医改问题一直是 当务之急 ，但 · 中国：62台，世界第二 ； 也没有放松 HPC发展 。2011年 1月 25Et总统 国情咨