超级计算机

超级计算机,任何一个类的功能极其强大的电脑。这个术语通常被应用于高性能系统最快可以在任何给定的时间。这样的计算机主要用于科学和工程工作要求非常高的计算。常见的超级计算机申请包括测试数学模型等复杂的物理现象或设计气候和天气,进化的宇宙,核武器和反应堆,新化合物(尤其是制药用途)密码学。随着超级计算成本的下降在1990年代,越来越多的企业开始使用超级计算机市场研究和其他业务相关的模型。

特点

超级计算机有一定的特点。与传统电脑,他们通常有不止一个CPU(中央处理器),其中包含电路为解释程序指令和执行算术和逻辑操作的序列。几个cpu的使用来实现计算率高是需要的物理限制电路技术。电子信号的传播速度不能超过光的速度因此,这构成信号传输的基本速度限制和电路交换。几乎已经达到这个极限,由于电路元件的小型化,戏剧性的减少电线连接电路板的长度,和创新在冷却技术(例如,在各种计算机系统中,处理器和内存电路是沉浸在低温流体达到最快的低温操作)。需要快速检索存储数据和指令支持cpu的极高的计算速度。因此,大多数超级计算机有一个非常大的存储容量,以及非常快输入/输出能力。

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电脑和技术测试

还有一个特色的超级计算机的使用向量arithmetic-i.e。,they are able to operate on pairs of lists of numbers rather than on mere pairs of numbers. For example, a typical supercomputer can multiply a list of hourly工资利率为一群工人的工作时间的成员列表组产生的列表获得的美元每个工人在大致相同的时间,需要常规的计算机计算获得的只是一个工人。

超级计算机最初是用于应用程序相关的国家安全,包括核武器设计和加密。今天他们也经常受雇于航空航天,石油和汽车工业。此外,超级计算机发现涉及工程或科学研究领域的广泛应用,,例如,在研究的结构亚原子粒子宇宙的起源和本质。天气预报:超级计算机已经成为不可或缺的工具现在预测是基于数值模型。随着超级计算机成本的下降,使用传播到世界网络游戏。特别是,最快5到10 2007年中国超级计算机与在线权利归公司中国到电子游戏《魔兽世界》,有时有一百万多人一起玩同样的游戏世界。

历史发展

虽然早期的超级计算机是由不同公司,一个个体,西摩克雷,真的几乎从一开始就定义了产品。克雷加入了一个计算机公司工程研究协会(时代)在1951年。当时代被雷明顿兰德,Inc .(后与其他公司合并,成为优利系统公司),克雷留下时代的创始人威廉•诺里斯开始控制数据公司1957年(CDC)。到那时,雷明顿兰德的“尤尼华科”电脑面世的电脑和IBM划分了大多数商业电脑市场,,而不是挑战自己呢广泛的销售和支持结构,疾控中心试图捕捉小但利润丰厚的市场快速科学的计算机。Cray-designed CDC 1604是第一个计算机来代替真空管与晶体管在科学实验室和很受欢迎。IBM作为回应,建立自己的科学电脑,IBM 7030 -通常被称为在1961。然而,IBM,缓慢采用晶体管,发现一些购买者tube-transistor混合,不管它的速度,并暂时退出了超级计算机领域惊人的损失后,的时间,2000万美元。1964年,克雷疾病预防控制中心6600取代延伸成为世界上最快的计算机;它可以执行每秒三百万次浮点操作(失败),和术语超级计算机很快就被创造来描述它。

克雷离开美国疾病控制和预防中心开始研究克雷,Inc .)在1972年和1989年再次搬到克雷计算机公司形式。每次他继续,他以前的公司继续生产超级计算机根据他的设计。

克雷是深入参与创建的电脑,他的公司的方方面面。特别是,他是个天才密集的包装的电子元件组成一台电脑。通过巧妙的设计他不得不旅行的距离信号,从而加速了机器。他总是努力创造最快的计算机科学的市场,总是在科学的程序编程语言的选择(FORTRAN),并且总是为要求科学applications-e.g。优化的机器,微分方程,矩阵操作,流体动力学,地震分析,线性规划。

克雷的开创性成就之一Cray-1诞生于1976年,是第一个成功实现向量处理(意义,正如上面所讨论的,它可以操作对列出的数字而不是仅仅对数字)。克雷也的先驱之一分多个处理器之间的复杂计算,设计被称为“多处理”。第一个机器使用多处理是克雷X-MP,诞生于1982年,与两Cray-1并行计算机三他们的个人表现。1985年,Cray-2四处理器计算机,成为第一个机超过十亿失败了。

虽然克雷使用昂贵的先进的定制的处理器和液体浸冷却系统来实现他的速度记录,一个革命性的新方法即将出现。w·丹尼尔·希利斯的研究生麻省理工学院的,有一个引人注目的新想法如何克服的瓶颈让CPU处理器之间的直接计算。希利斯发现他可以消除瓶颈通过消除控制CPU支持分散,或分布式控制。1983年西里斯共同创办思考机器公司设计、构建和市场等多处理器电脑。1985年他的第一个连接机器,cm - 1(迅速取代了其更多的商业继任者CM-2),介绍了。65536 cm - 1利用惊人的便宜一比特处理器,16到一个分组芯片(共计4096芯片),达到数十亿失败对于一些calculations-roughly与克雷最快的超级计算机。

希利斯最初受到大脑的方式使用一个简单的神经元(一个复杂的网络神经网络)来实现高级计算。事实上,早期的这些机器参与解决问题的目标人工智能、面部图案识别。通过将图像的每个像素分配给一个单独的处理器,希利斯传播计算负载,但这介绍了处理器之间的通信问题。他发达的网络拓扑促进处理器通信是十二”超立方体”即:,each chip was directly linked to 12 other chips. These machines quickly became known as大规模并行计算机。除了为新的多处理器架构,希利斯的机器显示有多普遍,或商品,处理器可以用来实现计算机的结果。

另一个常见的多处理是人工智能应用程序国际象棋。例如,1988年,建在高科技卡内基梅隆大学宾夕法尼亚州匹兹堡。,used 64 custom processors (one for each square on the chessboard) to become the first computer to defeat a grandmaster in a match. In February 1996 IBM’s深蓝,使用192 custom-enhanced RS / 6000处理器,是第一个计算机打败世界冠军,卡斯帕罗夫,在一个“慢”的游戏。然后分配给预测天气在亚特兰大,佐治亚州。,在1996年的夏天奥运会。它的继任者(现在有256的风俗国际象棋处理器)击败卡斯帕罗夫