超级计算机前世今生

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1、超级计算机的前世今生陈付龙long005@mail.ahnu.edu.cn安徽师范大学数学计算机科学学院高性能计算处于信息技术前沿的超级计算机一直是一个国家的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义.超级计算(SUPERCOMPUTING)、高性能计算(HighPerformanceComputing,HPC)的话题在近两年来是一年比一年热,不仅是因为国内市场上曙光、联想、浪潮等企业加大了投入和市场宣传,使广大用户能有更多机会去了解这些深不可测的庞然大物;而从全球的发展趋势中,高性能计算机系统(或超级计算系统)角逐激烈,从万亿次(Teraflops)到十万亿次,甚

2、至到千万亿次(peraflops),计算性能峰值的增长越来越快.在传统的气象分析,石油勘探、核实验模拟、蛋白质折叠等超级计算应用之外,我们还看到与我们生活息息相关的高性能计算应用,包括汽车制造设计,电影动画模拟,药物研究及国家网格构建.可毫不夸张地说,我们每一个人都在享受着高性能计算的直接或间接的服务……什么是超级计算机（Supercomputer）指计算能力（尤其是计算速度）为世界顶尖的电子计算机。它的体系设计和运作机制都与人们日常使用的个人电脑有很大区别。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆（万亿，非百万）次以上。“超级计算”（supercomputing）这名词第一次

3、出现是在媒体“纽约世界报”于1929年关于IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机（tabulator）的报导。什么是“超级计算机”？在《计算机科学技术百科辞典》中做了如下简短的解释：“具有非常高的运算速度，有非常快而容量又非常大的主存储器和辅助存储器，并充分使用并行结构软件的计算机，也常称为‘超级计算机’。”如果再通俗一点讲，“超级计算机”是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机。超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。它是世界各国国家科技发展水平和综合国力的重要标志。超级计算机的玩家1960年

4、代，超级计算机由希穆尔·克雷在ControlDataCorporation里设计出来并领先市场直到1970年代克雷创立自己的公司克雷研究。凭着他的新设计，他控制了整个超级计算机市场，并占据颠峰位置长达五年（1985-1990）。到了1980年代，正值小型电脑市场萌芽阶段，大量小型对手加入竞争。在1990年代中叶，很多对手受不了市场的冲击而消声匿迹。今天，超级计算机成了一种由像IBM及惠普等大型电脑公司所特意设计的电脑。虽然这些公司通过不断并购其他公司而增强了自己的经验，但除他们以外的元老公司——克雷研究——依然是超级计算机领域的巨头。克雷-2（Cray2）－1985年至1989年时

5、全球最快电脑历史“超级计算机”一词并无明确定义，其含义随计算机业界的发展而发生变化。早期的控制数据公司机器可达十倍速于竞争对手，但仍然是比较原始的标量处理器。到了1970年代，大部分超级计算机就已经是矢量处理器了，很多是新进者自行开发的廉价处理器来攻占市场。1980年代初期，业界开始转向大规模并行运算系统，这时的超级计算机由成千上万的普通处理器所组成。1980年代中叶，将适量的矢量处理器（一般由8个到16个不等）联合起来进行并行计算成为通用的方法。1990年代以后到21世纪初，超级计算机则主要由基于精简指令集（RISC）的处理器（譬如PowerPC或PA-RISC以及Alpha）互

6、联进行并行计算而实行。曾经的第一ENIACUNIVACBlueGene…Atanasoff–BerryComputer(ABC)（1942年）阿塔纳索夫-贝瑞计算机（Atanasoff-BerryComputer，简称ABC）世界上第一台电子计算机，为爱荷华州立大学的约翰·文森特·阿坦那索夫（JohnVincentAtanasoff）和他的研究生克利福特•贝瑞（CliffordBerry）在1937年至1941年间开发。30OPSTREHeathRobinson（1942年）200OPS英国帕雷屈里庄园FlowersColossus（1944年）花巨人5kOPSPostOffice

7、ResearchStation,DollisHill,EnglandUPennENIAC（1946年）100Kops阿伯丁射击场,马里兰,美国ENIAC冯·诺依曼IBMNORC（1954年）IBM海军军用品研究计算器(NORC)67kOPS美国维珍妮亚州海军试验基地MITTX-0（1956年）83kOPS美国麻省理工大学IBMAN/FSQ-7（1958年）IBMAN/FSQ-7电脑美国IBM公司为半自动地面防空系统研制的一种第一代专用电脑，它使用了58,000支电子管