论我国高性能计算机发展现状及机遇到的问题

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1、论我国高性能计算机发展现状及机遇到的问题摘要：高性能计算机与我们生活息息相关，文章总结了国内外高性能计算机发展现状及发展趋势，并总结了我国目前发展高性能计算机面临的问题，最后作者提出了对如何解决这些问题的看法。关键词：高性能计算机；计算速度；高端计算高性能计算机是衡量一个国家综合国力的重要标志，是国家信息化建设的根本保证。发展高性能计算机，可以带动科学技术的进步，解决国民经济建设、社会发展进步、国防建设与国家安全等方面一系列的挑战性问题，促进我国相关产业的快速发展。1局性能计算机与大众生活息息相关高性能

2、计算机一般都和科学研究联系在一起，小到原子结构的分析，大到宇宙起源模拟，到处都需要高性能计算机。但是，高性能计算机的应用决不仅限于此。在和人民大众生活息息相关的各个领域，我们都可以看到高性能计算机的身影：1.1对新药研制的促进。在与疾病作斗争的过程中，我们需要新的药品。研制一种新药从化合物筛选到临床试验，一般需要10到15年的时间。在化合物筛选阶段，对于数十万种化合物，用传统的实验手段，筛选出有效的化合物需要花费大量资金购买化合物，需要几年的实验时间，而且筛选的范围受到金钱和时间限制难以得到最佳的结果。

3、现在使用高性能计算机这个工具，以计算机模拟的手段，科学家可以在较短的时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物，这不仅节省了购买真实化合物的大量资金，而且大大缩短了药物研发的周期。1.2对网络信息服务的影响在网络日益普及的今天，我们已经渐渐习惯于从网上获得信息和服务，但是同时也经常为服务响应速度的迟缓而烦恼。要面对数千万、数亿用户的访问请求，服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。这又是高性能计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒种可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和

4、服务，保证服务质量。1.3对制造业的推动我国是一个制造业大国，高性能计算在制造业的广泛使用，不仅可以帮助工程师在设计阶段更科学地计算材料强度，更合理地选择和使用材料，设计出更符合空气和流体动力学原理和人体工程的产品结构和外形，而且可以在仿真基础上全面规划整个制造过程，有效提高产品制造的质量和产量。高性能计算的全数字化设计制造环境在缩短产品设计周期、节能降耗、降低污染、提高产品质量方面的作用不可限量。2国内外高端计算发展现状2.1国内高端计算发展现状我国高端计算机系统研制开始于20世纪70年代中后期，大体

5、经历了3个主要发展阶段:第一阶段从70年代中后期到80年代中期，主要以研制大型向量系统为主（以银河I为代表）；第二阶段从80年代中后期到90年代末，主要以研制大规模并行系统为主（以神威I为代表）；第三阶段从90年代中期起，主要以研制大规模机群系统为主（以曙光机为代表）。目前，参与高端计算机研制的单位已经从科研院所发展到企业界。进入新世纪，随着研制高端计算机系统的诸多关键技术被攻克（尤其是机群技术），我国自行研制的高端计算机系统已开始形成自己的品牌系列和一定的市场规模，其发展呈现星火燎原之势头。近两年，随

6、着“神威”、“银河”、“曙光”、“深腾”、“天梭”等一批知名产品的出现，使我国成为继美、日之后第三个具备高端计算机系统研制能力的国家，被誉为世界未来高端计算市场的“第三股力量”。根据中国软件行业协会数学软件分会2003年11月份公开发布的2003年中国高性能计算机T0P100排行榜最新统计，我国高端计算机系统的总计算能力在19.56TF/S峰值左右。2.2国外高端计算发展现状21世纪，高端计算技术已成为衡量一个国家经济技术综合实力的重要标志，它对国民经济、社会发展、国家安全和国防现代化建设具有重要意义。

7、以美国和日本为代表的发达国家十分重视高端计算机系统的研制及其应用技术的开发。根据全球实用超级计算机500强最新排行榜的统计分析，目前国际上已经有242台系统的Li叩ack实测性能超过1万亿次/秒（2003年12月前只有131台）；500强系统的总性能为813TF/（2003年12月前为528TF/S）;排行榜中“最慢”系统（第500台机器）的速度为624GF/S（2003年12月前为40314GF/s）；王见在500强系统的主流结构是Gluster，Constellations和MPP三种结构类型。所有

8、系统分布在世界上35个国家和地区，美、日、德、英等发达国家占了80%的计算资源，其中仅美国就安装了255台，占总性能的56%;并且500台系统中的91%是由美国制造的，所有这些数据均表明美国在高端计算机的使用和生产方面仍然保持着绝对的领先优势。3高端计算发展趋势国外高端计算系统今后的开发热点是计算速度为十万亿次/秒左右的系统，中期目标是百万亿次秒，长期目标是千万亿次/秒甚至更高。未来国际高端计算的发展将呈现以下趋势：3.1超级计算机和网格计