有史以來最強(qiáng)大十臺超級計(jì)算機(jī)長什么樣?
這篇文章介紹了有史以來的最為強(qiáng)大的十臺超級計(jì)算機(jī)，從19世紀(jì)70年代至今。
Cray-1
第一臺Cray超級計(jì)算機(jī)是由一個(gè)傳奇的叫做Seymor Cray的團(tuán)隊(duì)開發(fā)而成。它是一個(gè)由氟利昂散熱的64位系統(tǒng)，運(yùn)行的速度為80MHz，帶有8MB的RAM。如果很好地對向量進(jìn)行操作的話，那么可以獲得250 megaflops的峰值性能。和它的散熱系統(tǒng)一起計(jì)算，Cray-1(Cray-1A)的第一個(gè)模型重達(dá)5.5噸，并且于1976年提供給Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室使用。
而該機(jī)器最著名的C型形狀也是用于讓內(nèi)部的線纜盡量地短(該形狀可以讓內(nèi)部的距離變短)。更短的線纜可以讓系統(tǒng)以一個(gè)更高的頻率進(jìn)行操作(在當(dāng)時(shí)可以達(dá)到令人瘋狂的80MHz的速度)。
上圖：經(jīng)典的C型形狀Cray超級計(jì)算機(jī)，該形狀主要為性能而設(shè)計(jì)，而不是為了代表Cray中的C
Cray-2
Cray-2是1985-1989年內(nèi)世界上最為快速的計(jì)算機(jī)，它的速度可以達(dá)到1.9 gigaflops的速度。就像Cray-1一樣，它也是一個(gè)64位的系統(tǒng)。第一臺Cray-2帶有2GB的RAM空間，在當(dāng)時(shí)已經(jīng)被看作是非常巨大了。它的印刷電路板被做成緊密的8層，每一層的上面都進(jìn)行互聯(lián)，這就可以讓任何空氣散熱的形式成為可能。該系統(tǒng)的散熱采用了一種特殊的電子絕緣液體，叫做Flourinert(來自于3M公司，該公司可以給你更為詳細(xì)的關(guān)于此散熱的信息)來對電路板進(jìn)行散熱。正是由于液體散熱系統(tǒng)的熱交換水箱，就像下圖中所展示的那樣，Cray-2也得到了一個(gè)別稱：“氣泡”。
上圖：請注意右圖的散熱系統(tǒng)的熱交換水箱。它使得Cray-2贏得了“氣泡”的美稱
The Connection Machine 5
CM-5是Thinking機(jī)器公司超級計(jì)算機(jī)的成員之一，它最開始被設(shè)計(jì)用作人工智能應(yīng)用以及符號處理，但是后來在計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域卻獲得了成功。一個(gè)著名的CM-5系統(tǒng)叫做FROSTBURG，于1991年已開始被安裝在美國的國家安全局，而投入使用是在1997年。FROSTBURG計(jì)算機(jī)一開始是由256個(gè)處理節(jié)點(diǎn)組成，但是后來于1993年升級到512個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，并且?guī)в?TB的RAM。它適用SPARC RISC的處理器，并且峰值的速度可以達(dá)到65.5 gigaflops。它具有一個(gè)非常好看的發(fā)光板，這個(gè)發(fā)光板可以告訴你當(dāng)前處理節(jié)點(diǎn)的使用情況，并且可以用于工程師診斷錯(cuò)誤。CM-5同樣也在電影Jurassic Park(在島嶼的控制室)中被使用。
上圖：可以清楚地看到CM-5和它的發(fā)光板。尤其在電影Jurassic Park中作為一個(gè)很重要的角色出現(xiàn)#p#page_title#e#
Fujitsu Numerical Wind Tunnel
Fujitsu公司由于其和日本國家宇航實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)了數(shù)字風(fēng)洞超級計(jì)算機(jī)而得名。就像這臺超級計(jì)算機(jī)的名字所寫的那樣，它用于模擬航行器和太空船的風(fēng)流動，并且可以用于預(yù)測天氣。該系統(tǒng)的速度可以達(dá)到124.5 gigaflops，并且在它1993年出現(xiàn)之時(shí)，是世界上最為快速的計(jì)算機(jī)。它是第一臺突破100 gigaflops速度大關(guān)的超級計(jì)算機(jī)。
上圖：用于計(jì)算飛行物的風(fēng)流動，而數(shù)字風(fēng)洞看起來很像一個(gè)空氣動力學(xué)的裝置
ASCI Red
ASCI Red是由Intel和Sandia實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)的超級計(jì)算，是1997-2000年世界上最快的計(jì)算機(jī)。原先的ASCI Red使用200MHz的Pentium Pro處理器，而后期的升級版使用Pentium II Overdrive處理器，速度為333MHz。它是第一個(gè)突破teraflops大關(guān)的計(jì)算機(jī)(隨著處理器的升級，它后來突破了2 teraflops的關(guān)口)。該機(jī)器具有4510個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)(大約使用了將近10000個(gè)Pentium Pro處理器)，具有1212GB的RAM，而磁盤的空間為12.5TB。升級版的ASCI Red被放在104個(gè)機(jī)柜中，占據(jù)了2500平方英尺(230平方米)的空間。ASCI四個(gè)字母表示加速策略計(jì)算體，是美國政府用于通過模擬取代實(shí)際核試驗(yàn)的機(jī)器。
上圖：ASCI Red所提供的計(jì)算能力可以模擬核試驗(yàn)，取代原來的實(shí)際現(xiàn)場試驗(yàn)
ASCI White
在ACSI Red之后，ASCI White取而代之成為了世界上最為快速的超級計(jì)算機(jī)，并且保持這一紀(jì)錄在2000-2002年。盡管在名字上和ASCI Red非常相似，但是ASCI White完全不同于前者。Intel實(shí)現(xiàn)了ACSI Red，而ASCI White是一個(gè)IBM的系統(tǒng)，基于IBM的RS/6000 SP計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它具有8192個(gè)POWER3處理器，處理器的工作頻率為375MHz，具有6TB的RAM以及160TB的磁盤空間。ASCI White的速度可以達(dá)到7 tereflops。
上圖：ASCI White的魚眼視圖#p#page_title#e#
The Earth Simulator
地球模擬器(Earth Simulator)是由NEC公司構(gòu)建，給日本宇航開發(fā)局、日本原子能研究實(shí)驗(yàn)室以及日本Marina科學(xué)技術(shù)中心使用。它在2002-2004年，是世界上最快的超級計(jì)算機(jī)。地球模擬器超級計(jì)算機(jī)用于在大氣和海洋中運(yùn)行全球氣候模擬。它是基于NEC的SX-6架構(gòu)，并且具有5120個(gè)處理器、10TB的RAM以及100TB的磁盤空間(外帶磁帶形式的1.6PB的大規(guī)模存儲空間)。一開始的地球模擬器具有理論上的40 teraflops的峰值性能，而實(shí)際上它可以達(dá)到的速度為35.86 teraflops。目前，該機(jī)器的升級版仍然在使用之中。
上圖：地球模擬器。日本人開起來喜歡將它們的超級計(jì)算機(jī)以其用途而命名(通過這一臺以及前面的數(shù)字風(fēng)洞就可以看出)
Blue Gene/L
IBM一開始開發(fā)藍(lán)色基因系列的超級計(jì)算機(jī)用于模擬生物化學(xué)進(jìn)程，包括蛋白質(zhì)。位于Lawrence Livermore的國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的藍(lán)色基因L是2004-2008年最快的超級計(jì)算機(jī)，而隨后它將這頂花冠讓給了它的另外一臺IBM超級計(jì)算機(jī)Roadrunner。在它當(dāng)前的配置中，位于L藍(lán)色基因計(jì)算機(jī)是基于藍(lán)色基因P，是當(dāng)前歐洲最快的超級計(jì)算機(jī)，名字叫做Jugene)
上圖：這就是藍(lán)色基因L超級計(jì)算機(jī)，它取代了地球模擬器超級計(jì)算機(jī)的皇冠
Jaguar
位于Oak Ridge國家實(shí)驗(yàn)室，Cray超級計(jì)算現(xiàn)在的速度是1.64 petaflops。而Jaguar已經(jīng)經(jīng)過了幾代的更新，現(xiàn)在使用Cray的XT4和XT5架構(gòu)，使用四核AMD皓龍?zhí)幚砥?。它具有超過181000個(gè)處理器核，并且具有362TB的RAM以及10PB的磁盤空間。Jaguar具有284個(gè)機(jī)箱，而XT5單獨(dú)的部分(200個(gè)機(jī)箱)大概和NBA的籃球場一樣大。由于其性能超過1 petaflops，也就成為了2008年世界上第二快的超級計(jì)算機(jī)
上圖：Jaguar超級計(jì)算機(jī)，由284個(gè)機(jī)箱的硬件組成
IBM Roadrunner
IBM的Roadrunner具有1.71 petaflops的處理速度，自從2008年6月成為世界上最為快速的計(jì)算機(jī)，第一臺計(jì)算機(jī)可以穩(wěn)定地保證1 petaflops的性能。它具有12960個(gè)IBM PowerXCell 8i處理器，速度在3.2GHz;同時(shí)擁有6480個(gè)四核AMD皓龍?zhí)幚砥鳎俣仍?.8GHz，這樣整個(gè)計(jì)算機(jī)是由130464個(gè)處理器所組成。它具有超過100TB的RAM。而Roadrunner超級計(jì)算機(jī)放在296個(gè)機(jī)架上，并且占據(jù)了6000平方英尺(560平方米)的空間，目前它位于新墨西哥的Los Alamos國家實(shí)驗(yàn)室。
上圖：Roadrunner占據(jù)了大約6000平方英尺的空間。隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)的組建都變得越來越小，該超級計(jì)算機(jī)卻變得越來越大，這一點(diǎn)非常地有意思
如果你認(rèn)為上述的十大超級計(jì)算機(jī)給你留下了深刻的印象，那么可以再等待一些年。當(dāng)前，已經(jīng)有幾個(gè)項(xiàng)目正在運(yùn)作中。比如，IBM的最新宣布的Sequoia計(jì)劃成為IBM armada超級計(jì)算機(jī)的旗艦產(chǎn)品。如果該計(jì)劃如期完成，那么到2011年，它的處理速度可以達(dá)到20 petaflops，相當(dāng)于當(dāng)前最為強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)的20倍速度。
