超級計算機中美爭雄，是要算出宇宙的終極意義嗎？

第三十四屆國際超級計算大會在法蘭克福舉行，以聯想、浪潮、中科曙光和華為為代表的中國企業，攜最新、最尖端的軟硬體技術及產品在超算大會上亮了相。

此次，中國“超算三強”——聯想、浪潮、中科曙光，分別以173臺、71臺和63臺超算製造的成績，包攬全球超算商的前三名。

而華為公司則展出了自主研發的晶片實物，同時還帶來了三大計算平臺和基於自主研發晶片的創新高效能計算解決方案。包括基於昇騰AI晶片的Atlas計算平臺加速AI應用場景，基於鯤鵬處理器的TaiShan計算平臺加速仿存密集型應用場景。

市場研究公司HyperionResearch預測，到2023年，全球超算市場規模將從2018年的270億美元增長至440億美元。

超算TOP500出爐

據人民日報報道，6月17日至20日，第三十四屆國際超級計算大會（超算大會）在德國法蘭克福會展中心舉行。

會議期間，國際組織“TOP500”公佈了最新一期全球超級計算機500強榜單。

美國能源部下屬的橡樹嶺國家實驗室及勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的“頂點”和“山脊”兩臺超級計算機蟬聯冠亞軍。中國的神威·太湖之光和天河二號緊隨其後，繼續名列第三和第四。

“頂點”的計算能力此次進一步重新整理到每秒14。86億億次，超過半年前每秒14。35億億次的榜單紀錄。第二名“山脊”的記算能力也達到每秒9。464億億次。

“頂點”耗資約2億美元，佔地面積相當於兩個網球場。

一年前，它在超算領域讓美國再次登頂，美國欣喜若狂。美國媒體曾這樣說過，它不僅是一個里程碑，也終於“改變了五年來中國超算佔據第一的局面”。

此次，分獲三四名的中國超算“神威·太湖之光”和“天河二號”，最高浮點數分別為93。0146PFlops和61。4445PFlops，即計算能力分別為9。30億億次和6。14億億次。他們先前曾一共四次分列年度冠亞軍。

據瞭解，國際超算大會已有著26年曆史。

這一次，所有的超級計算機全部效能都超過了1pFlops（美妙一萬億次浮點運算），這在歷史上還是首次。在榜單上，第500名也達到了1。022次。它來自中國聯想，採用了 Intel 至強 E5-2630 v4 10 核心處理器，總計 5 萬個核心，搭配 750TB 記憶體。

總之，

在計算能力，美國方面處於優勢，佔前500強總容量的38.4%，僅前兩位即佔了15.6%，中國為29.9%。

在國家排名上：中國以219臺超算繼續領先，美國116臺居第二，其次是日本29臺，法國19臺，英國17臺，德國14臺。

在製造商排名上，中國聯想173臺居首，其次是浪潮第71臺，中科曙光63臺，壟斷前三名。

聯想本次上榜超算數量較2018年11月榜單增加33臺，繼2018年6月榜單之後第二次蟬聯製造商第一名。

超級計算機有啥用

超級計算機有什麼用呢？是要算出宇宙的終極奧義嗎？

曾經，在我們茫茫的宇宙中有一個超級文明，他們製造了一臺名叫“深思”的超級計算機，來計算關於宇宙、生命和萬物存在的終極答案（Answer to Life， the Universe， and Everything），並告訴深思，他們想要一個簡單點的答案。

“深思”想了想，說：750萬年後回到這裡，我會告訴你們答案！

750萬年後，這一天終於到來，人們歡欣鼓舞，成千上萬來到超級計算機身邊，等待答案的揭曉。

“42。”深思給出了答案。

但這個答案把所有人弄懵了，繼續追問。深思有點不耐煩了，為了打發提問的人，承諾設計和製造另外一臺計算機，來計算他們想要的答案，而這臺計算機正是“地球”！

1000萬年後，主角無意來到深思面前，又問，深思說，他這些年都在看電視，沒時間算。而地球有答案，還有5分鐘可以出結果了。

不想“地球”卻被拆除了！因為擋在了預定要興建的星際間高速公路的路線上，給Vogons給毀滅了。

當然，這只是一部奇幻電影，叫《銀河系漫遊指南》，改編自英國作家道格拉斯亞當斯的同名科幻小說，導演加斯·詹寧，2005年上映。

不過，超級計算機的用途，對所有的國家的確意義重大。

我們知道，世界上第一臺通用計算機“ENIAC”於1946年在美國賓夕法尼亞大學誕生。發明人是美國人莫克利（JohnW。Mauchly）和艾克特（J。PresperEckert）。

美國國防部用它來進行彈道計算。它是一個龐然大物，用了18000個電子管，佔地170平方米，重達30噸，耗電功率約150千瓦，每秒鐘可進行5000次運算，這在現在看來微不足道，但在當時卻是破天荒的。

負責建造ENIAC 硬體的女工程師們

大家都知道π，它代表的是圓周率，也就是圓的周長與直徑之比。π是個常數，無限不迴圈，是個無理數。

關於π最早的文字記載來自公元前2000年前後的古巴比倫人，它們認為π=3。125，而古埃及人使用π=3。1605。

中國古籍裡記載有“圓徑一而週三”，即π=3，這也是《聖經》舊約中所記載的π值。

計算圓周率（π），中國的古代科學家祖沖之利用算籌，耗費15年心血，才把圓周率計算到小數點後7位數。

一千多年後，英國人謝克斯以畢生精力計算圓周率，才計算到小數點後707位。而使用ENIAC進行計算，僅用了40秒就達到了這個記錄，並且發現謝克斯的計算中，從第528位開始出錯。

電子計算機出現後，人們開始利用它來計算圓周率π的數值，從此，π的數值長度以驚人的速度擴充套件著：1949年算至小數點後2037位，1973年算至100萬位，1983年算至1000萬位，1987年算至1億位，2002年算至1萬億位，至2011年，已算至小數點後10萬億位。

2013年，前雅虎公司研究人員尼古拉斯斯澤藉助谷歌公司的新演算法和雲計算技術，在其公司的1000臺計算機上花費了23天時間算至π的小數點後2千萬億位。

中國超算的發展

《紐約時報》曾長篇介紹“頂點”的效能”：“你需要63億年才能完成這部超級計算機一秒鐘就可以做的事。”

美國橡樹國家實驗室直言不諱，“超級計算機領域的領導地位和國家安全的影響有直接關聯。每個國家都認識到，成為這個領域的領軍人物對下游產生影響。”

中國超算的發展可以追溯到上個世紀七八十年代。

從1983年以來，中國的超算一共出現了5大系，分別為銀河系列、天河系列、曙光系列、神威系列、深騰系列。但由於基礎薄弱起步較晚，一直不算超算強國。

直到2010年 “天河一號”拿下首個世界冠軍後，才開始在這一領域爆發，並一度讓美國很不服氣。

國家超級計算無錫中心副主任、清華大學副教授付昊桓說，超級計算已同理論研究和科學實驗一起成為人類探索未知世界的三大科學手段，被稱為支撐科學發現的第三個支柱。

目前超算在中國的應用領域涉及天氣氣候、航空航天、先進製造、新材料等眾多方面，尤其在工程技術領域。而中國在人工智慧領域也已經進入到第一梯隊。

專家說，天氣預報、風洞實驗、航空航天，都需要具有更快處理資料能力的超級計算機。

譬如，1983研製的第一臺銀河超級計算機，就讓中國成為世界上少數能釋出5-7天天氣預報的國家，也是發展中國家的NO。1。

國家超級計算無錫中心副主任、清華大學副教授付昊桓曾說過，超級計算已同理論研究和科學實驗一起成為人類探索未知世界的三大科學手段，被稱為支撐科學發現的第三個支柱。

科學家表示，有效使用超級計算機，可在更短時間內完成重大研究。超級計算機能算天、算地、算人……沒錯，甚至還能算命。

一、算天：風中哪朵雨做的雲？

氣象臺的天氣預報準度一直在提升，這背後其實都是超級計算機的功勞。

“下不下雨關鍵看雲層運動，在沒有超算之前，觀測雲層的精度是按照經緯度。有了超算之後，就可對雲層運動進行精確模擬與觀測。”北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院王蘭寧教授說。

“如果能夠盯著每一朵雲，天氣預報就將萬無一失。”王蘭寧說，當然，這還需要更強的超算能力支撐。

二、算地：既能找飛機，也能抓偷排

當年 尋找MH370，是世界科技角力的戰場。大量的衛星雷達集中對準南印度洋，當這些高科技眼睛採集到資訊後，一個必經的環節是資料處理，擔當這一環節的角色即是超級計算機。

除了找飛機，還有更多接地氣的事情倚仗超級計算機來解決。

建一棟樓對周邊的環境到底有什麼影響？如何建設風道便於汙染物擴散？中科院深圳先進技術研究院正在國家超算無錫中心進行的一項課題，就是深圳市汙染物擴散的模擬。透過超算模擬，可以根據目前汙染物的情況，計算出未來一段時間的大氣汙染物濃度和分佈，進行空氣質量預報。從預報結果還可以計算出哪些汙染源“貢獻”最大，瞭解汙染的來龍去脈，為汙染防控提供決策指導。

算人：醫療應用前景廣

利用超級計算機，選取一名真人掃描其血管系統，透過3D建模技術建立動脈系統模型，成功地再現了整個人體的動脈系統。任何直徑或寬度在1毫米以上的動脈血管都會出現在模型中，而且模型的解析度達到了9微米。

過去，對一個可能發生腦梗塞病人，醫院難以判斷是否要進行支架手術，一般都會透過從大腿動脈處放進測壓導絲進行測量，這種方式既危險又痛苦。如今，經過模擬計算，只要血流儲備分數如果小於0。8，就要做手術。

算命？算你和他人有什麼不同

你對自己瞭解多少？好奇自己究竟是什麼樣的人？超級計算機，在我們認識自己方面也能派上用場。

該功能的正式名稱叫“個性特徵服務”。美國的IBM超級計算機“沃森”曾透過對每個人2300條最新社交網路推文的解讀，應用語言學分析方法歸納總結你的社交特性，然後將你與其他幾十萬甚至數百萬使用者進行比較，從而勾勒出你與眾不同的個性。