请问什么是巨型计算机？

巨型计算机是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。
巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物的探索，研究洲际导d、宇宙飞船等，制定国民经济的发展计划，项目繁多，时间性强，要综合考虑各种各样的因素，依靠巨型计算机能较顺利地完成。
对巨型计算机的指标一些家这样规定：首先，计算机的运算速度平均每秒1000万次以上；其次，存贮容量在1000万位以上。如我国研制成功的"银河"计算机，就属于巨型计算机。巨型计算机的发展是电子计算机的一个重要发展方向。它的研制水平标志着一个国家的科学技术和工业发展的程度，体现着国家经济发展的实力。一些发达国家正在投入大量资金和人力、物力，研制运算速度达几百亿次的超级大型计算机。
在一定时期内速度最快、性能最高、体积最大、耗资最多的计算机系统。巨型计算机是一个相对的概念，一个时期内的巨型机到下一时期可能成为一般的计算机；一个时期内的巨型机技术到下一时期可能成为一般的计算机技术。现代的巨型计算机用于核物理研究、核武器设计、航天航空飞行器设计、国民经济的预测和决策、能源开发、中长期天气预报、卫星图像处理、情报分析和各种科学研究方面，是强有力的模拟和计算工具，对国民经济和国防建设具有特别重要的价值。
据统计,计算机的性能与使用价值的平方成正比,即所谓平方律。按照这一统计规律，计算机性能越高，相对价格越便宜。因此，随着大型科学工程对计算机性能要求的日益提高，超高性能的巨型计算机将获得越来越大的经济效益。
一、巨型计算机的发展概况
50年代中期的巨型机有 UNIVAC公司的LARC机和 IBM公司的 STretch机。这两台计算机分别采用了指令先行控制、多个运算单元、存储交叉访问、多道程序和分时系统等并行处理技术。60年代的巨型机有CDC6600机和7600机，它们都配置有多台外围处理机,主机的中央处理器含有多个独立并行的处理单元。70年代出现了现代巨型计算机，其指令执行速度每秒已达5000万次以上，或每秒可获得2000万个以上的浮点结果。
现代巨型机经历了三个发展阶段。第一阶段有美国ILLIAC-Ⅳ(1973年)、STAR-100（1974年）和ASC（1972年）等巨型机。ILLIAC－Ⅳ机是一台采用64个处理单元在统一控制下进行处理的阵列机，后两台都是采用向量流水处理的 向量计算机 。1976年研制成功的CRAY-1机标志着现代巨型机进入第二阶段。这台计算机设有向量、标量、地址等通用寄存器,有12个运算流水部件,指令控制和数据存取也都流水线化；机器主频达80兆赫，每秒可获得8000万个浮点结果； 主存储器 容量为100～400万字(每字64位)，外存储器容量达10 9 ～10 11 字；主机柜呈圆柱形，功耗达数百千瓦；采用氟里昂冷却。图中为这种机器的逻辑结构。中国的“银河“亿次级巨型计算机（1983年）也是多通用寄存器、全流水线化的巨型机。运算流水部件有18个，采用双向量阵列结构，主存储器容量为200～400万字(每字64位)，并配有磁盘海量存储器。这些巨型机的系统结构都属于单指令流多数据流(SIMD)结构。80年代以来，采用多处理机（多指令流多数据流MIMD）结构、多向量阵列结构等技术的第三阶段的更高性能巨型机相继问世。例如，美国的CRAY-XMP、CDCCYBER205,日本的S810/10和20、VP/100和200、S×1和S×2等巨型机，均采用超高速门阵列芯片烧结到多层陶瓷片上的微组装工艺，主频高达50～160兆赫以上，最高速度有的可达每秒5～10亿个浮点结果,主存储器容量为400～3200万字（每字64位），外存储器容量达10 12 字以上。
还有一类专用性很强的巨型机。例如，美国哥德伊尔宇航公司的巨型并行处理机MPP，由16384个处理器组成128×128的方阵，专用于卫星图像信息的高速处理,8位整数加的处理速度可达每秒60亿次，32位浮点加可达每秒16亿次。英国ICL公司研制的分布式阵列处理机专用系统DAP，由 4096个一位 微处理器 和一台大型系列机2900组成，最高速度可达每秒1亿个64位的浮点结果。
二、巨型计算机的组成
巨型机主机由高速运算部件和大容量快速主存贮器构成。由于巨型机加工数据的吞吐量很大，只有主存是不够的，一般有半导体快速扩充存贮器和海量（磁盘）存贮子系统来支持。对大规模数据处理系统的用户，常需大型联机磁带子系统或光盘子系统作为大量信息数据进／出的媒介 。巨型机主机一般不直接管理慢速的输入／输出（I／O）设备，而是通过I／O接口通道联结前端机，由前端机做I／O的工作，包括用户程序和数据的准备、运算结果的打印与绘图输出等。前端机一般用小型机。I／O的另一种途径是通过网络，网上的用户借助其端机（微机、工作站、小型大型机）通过网来使用巨型机，I／O均由用户端机来做。网络方式可大大提高巨型机的利用率。
三、巨型机技术
并行处理是巨型机技术的基础。为提高系统性能，现代巨型机都在系统结构、硬件、软件、工艺和电路等方面采取各种支持并行处理的技术。
数据类型为便于高速并行处理， 中央处理器 的数据类型除传统的各类标量外，都增加了向量或数组类型。向量或数组运算的实质，是相继或同时执行一批同样的运算，而标量运算只处理一个或一对 *** 作数，故向量运算速度一般比标量运算速度快得多。
硬件结构现代巨型机硬件大多采用流水线、多功能部件、阵列结构或多处理机等各种技术。流水线是把整个部件分成若干段，使众多数据能重叠地在各段 *** 作，特别适于向量运算，性能-价格比高,应用普遍。多功能部件可以同时进行不同的运算，每个部件内部又常采用流水线技术，既适合向量运算又适合标量运算。中国的“银河”机和日本的 VP/200、S810/20机进一步将每个向量流水部件或向量处理机加倍，组成双向量阵列，又把向量运算速度提高了两倍。美国CYBER－205机的向量处理机可按用户需要组成一、二或四条阵列式的流水线，技术上又有所发展。多处理机系统以多台处理机并行工作来提高系统的处理能力，各台处理机可以协作完成一个作业，也可以独立完成各自的作业。每台处理机内部也可采用各种适宜的并行处理技术。在任务的划分与分配、多处理机之间的同步与通信和 互连网络 的效益等方面，多处理机系统尚存在不少问题有待解决。现代巨型机采用的主要还是双处理机系统（如CRAY-XMP）和四处理机系统（如HEP）。
向量寄存器为降低存储流量和频带宽度的要求，并解决短向量运算速度低的问题，第二阶段的巨型机采取了向量寄存器技术。CRAY-1机设有8个向量寄存器,所有向量运算指令都面向向量寄存器和其他通用寄存器。为更有力地支持各运算流水部件高度并行地进行各自的向量运算，日本的VP/100和S810等第三阶段的巨型机设有庞大的向量寄存器，总容量达64K字节。
标量运算标量运算速度对巨型机系统综合速度的影响极大。为此,除增设标量寄存器、标量后援寄存器或标量 高速缓冲存储器 以及采用先进的标量控制技术（如先行控制等）外，还可采用专作标量运算的功能部件和标量处理机等技术。例如,CRAY-1机的多功能部件中,有6个专作标量和地址运算，3个兼作标量浮点运算，标量运算速度可达每秒2000万次以上；CYBER205机专设标量处理机，含5个运算部件,标量运算速度可达每秒5000万次以上。在提高向量运算速度的同时，进一步提高标量运算速度，尽可能缩小两者的差距，已成为改善巨型机系统性能的重要研究课题。
主存储器为使复杂系统的三维处理成为可能，要求主存储器能容纳庞大的数据量。80年代的巨型机容量已达256兆字节。为与运算部件的速度相匹配,主存储器必须大大提高信息流量。为此，主要的措施是：①采取较成熟的多模块交叉访问技术,模块数量一般取2n,有的巨型机采用素数模新技术，以尽量避免向量访问的冲突；②不断减小每个模块的存取周期，如CRAY-XMP机的存取周期为38纳秒，S810机虽用静态MOS存储器,也只有40纳秒，与双极存储相当；③增加主存储器的访问端口，如CRAY-XMP机的每台处理机与CRAY-1机相比，访问端口由一个增加到四个，解决了存储访问的瓶颈问题。
输入输出通道巨型机不但配有数量较多的输入输出通道，如16～32个，而且具有较高的通道传输率。如CRAY-XMP机除一般通道外,还有两个传输率为每秒100兆字节的通道和一个传输率高达每秒1250兆字节的通道。
固态海量存储器为适应特大算题的大量数据在主存储器和外存储器之间的频繁调度，新型的巨型机采用固态海量存储器作为超高速外存储器。CRAY-XMP机的固态存储器采用MOS技术，容量为64～256兆字节，传输率比磁盘快50～100倍。S810机的固态存储器容量为256～1024兆字节，传输率达每秒1000兆字节。
大规模集成电路巨型机的 逻辑电路 都采用超高速ECL电路，门级延迟约为025～05纳秒，芯片门数为几十至一千以上；1984年日本已研制成功4K门阵列常温砷化镓芯片，级延迟约为50皮秒；用于向量寄存器的超高速双极随机存取存储器的访问时间为35～55纳秒。
组装工艺缩短机内走线长度和提高机器主频，是提高巨型机速度的基础。现代巨型机主频有的已达 250兆赫以上。为此，除提高芯片的集成度和速度外，还采用微组装等高密度多层组装工艺。由此而来的散热问题很突出，需要采取特殊的冷却措施。
并行算法和软件技术为充分发挥巨型机的系统性能，必须研究各种并行算法并研制并行化的软件系统。针对特大型科学计算的特点，巨型机通常配置如下软件：具有多重处理能力的批处理分布式 *** 作系统 、高效的汇编语言、向量FORTRAN或PASCAL、ADA语言和向量识别器、并行化标准子程序库、科学子程序库和应用程序库、系统 实用程序 、诊断程序等。

1、高速运算能力不同

超级计算机能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。个人计算机由硬件系统和软件系统组成，是一种能独立运行，完成特定功能的设备。

2、规格与性能不同

超级计算机其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多，是一种超大型电子计算机。

3、特点不同

超级计算机具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。个人计算机由硬件系统和软件系统组成，是一种能独立运行，完成特定功能的设备。

4、运算速度不同

现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(Trillion,万亿)次以上。个人计算机不需要共享其他计算机的处理、磁盘和打印机等资源也可以独立工作。从台式机（或称台式计算机、桌面电脑）、笔记本电脑到上网本和平板电脑以及超级本等都属于个人计算机的范畴。

把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。

5、作用不同

个人计算机，随着智能手机和平板的普及，绝大多数人可能已经更青睐那种触动手指即可完成的办公娱乐方式。最近无论是在国内还是在国外，都有不少“专家”认为在不久的某一天里传统PC会被更为便携的手机和平板所替代。

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，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。

参考资料来源：百度百科-个人计算机

参考资料来源：百度百科-超级计算机

问题一：什么是超级计算机？超级计算机有什么用处？ 呵呵。超级计算机就是科学计算机。比如神州7号发射轨道的计算，举个例子，你用你们家的电脑算可能需要70年左右的时间。但是用我们国家研发的超级计算机4号只需要3个多月。
超级计算机和普通计算机的区别在于运算次数的差距。我国超级计算机目前峰值性能为每秒计算1206万亿次。 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。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。 百度百科相关资料： baikebaidu/view/296324

问题二：如何应用超级计算机我国有超级计算机，但个人是否可以 超级计算机的作用一般有两个，一个是大数据处理，和高精度数据处理，大数据处理中，举个简单的例子，一般的计算机可能一次性处理的文件时几个G，再大就会严重卡机，而超级计算机可能一次性处理几百个G的文件。还有一个就是高精度的数据，比如说涉及到圆周率的计算，举个简单例子，若要计算飞船自动对接时的各项数据，可能我们平时用的31415926-31415927之间这样的精度就不够，它可能需要精确到小数点后30位甚至50位。这样才能确保误差在放大了10的几十次方幂之后处于一个合理的区间。这样的数据肯定是需要超级计算机处理的，个人使用超级计算机是可以的，在资本主义国家，超级计算机是处于大资本家的手中，是在市场上进行商业运营的。只要你有足够的钱是可以申请使用的，不过好像在中国没有这样的渠道。

问题三：超级计算机能干什么用 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。为了帮助大家更好的理解超级计算机的运算速度我们把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机就达到了火箭的速度。在这样的运算速度前提下，人们可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象。
随着超级计算机运算速度的迅猛发展，它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。我国现阶段超级计算机拥有量为22台（中国内地19台，香港1台，台湾2台），居世界第5位，就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位，但就超级计算机的应用领域来说我们和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。如何利用超级计算机来为我们的工业、科研和学术等领域服务已经成为我们今后研究发展的一个重要课题。超级计算机是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。我国超级计算机及其应用的发展为我国走科技强国之路提供了坚实的基础和保证。

问题四：人工智能超级计算机有什么？怎么用 人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。
人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。
人工智能是一门极富挑战性的科学，从事这项工作的人必须懂得计算机知识，心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学，它由不同的领域组成，如机器学习，计算机视觉等等，总的说来，人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。[1]

问题五：使用超级计算机工作是怎样的经历 用我们学校的Shaheen交过作业，在09年的时候似乎排名是世界第14的超级计算机。
感觉就是各种提交不方便，因为全是在terminal上提交的，所以说，全是命令行 *** 作，相当于有一个批量提交的脚本，把编译后的代码放到指定位置交上去。然后就排队等待，我们学校的排队算法是，在提交的时候指定每个程序的最大运行时间，超过这个运行时间程序被强制停止运行，所以提交前要自己估算一下要多久，而排队的时候，最大运行时间最小的程序先跑。也就是说，你估计要跑一小时，那么，其它人估计要跑40分钟，你就要先等其它所有40分钟的程序先跑完，再跑你的程序。所以说，大家要尽量的把这个最大运行时间往小的估计。
提交上去可能要跑一到两个小时，但可能排队等待时间要八九个小时。对于我这种作业都是deadline提前十几个小时开始做的，等待可真是心惊肉跳错过deadline作业就没分了因为等待时间比较长，所以说，当任务完成的时候，会有邮件提醒。一次提交十件任务会同时收到十封邮件还好学校邮箱后台是gmail，各种过滤器都用上了。
最坑的是，如果之前的代码有问题，或者是提交的时候时间估计少了，或者其它一些小小的问题，再提交一次，又要过一天了。又是同样的等待。因为超级计算机是全校共用的，你永远不知道什么时候交等待的时间短这个时候还是烧香吧
我们有一次去楼下参观过超级计算机的机房，噪音特别大，在里面对话要喊。Shaheen 2的话是水冷，会看到有管子，然后说，这里面就是水，不像我想象中的整个机器扔到海里（我们学校靠海），是循环水水冷，我问了下水温，说进来时是18度，出来时是32度。机器产热真是很夸张。

问题六：超级电脑怎么使用 超级计算机(chao ji ji suan ji)：能够执行一般个人电脑无法处理的大资料量与高速运算的电脑。其基本组成组件与个人电脑的概念无太大差异，但规格与性能则强大许多，是一种超大型电子计算机。具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一太(Trillion,万亿)次以上。
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，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是一个国家科研实力的体现，它对国家安全，经济和社会发展具有举足轻重的意义。是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。

问题七：超级计算机的应用概述 作为高科技发展的要素，超级计算机早已成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。经过中国科技工作者几十年不懈地努力，中国的高性能计算机研制水平显著提高，成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。中国现阶段超级计算机拥有量为22台（中国内地19台，香港1台，台湾2台），居世界第2位，就拥有量和运算速度在世界上处于领先地位，随着超级计算机运算速度的迅猛发展，它也被越来越多的应用在工业、科研和学术等领域。但就超级计算机的应用领域来说中国和发达国家美国、德国等国家还有较大差距。中国超级计算机及其应用的发展为中国走科技强国之路提供了坚实的基础和保证。巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报，整理卫星照片，原子核物理的探索，研究洲际导d、宇宙飞船等，制定国民经济的发展计划，项目繁多，时间性强，要综合考虑各种各样的因素，依靠巨型计算机能较顺利地完成。超级计算机被称为“经济转型和科学研究加速”，超级计算机的广泛应用能够带动国家整体科技创新能力的增强。但是中国超级计算机普遍面临硬件性能强大应用领域匮乏的问题，科研机构、高校和企业用户存在超级计算机应用成本过高、软件开发滞后、设备利用率低等问题。面对中国超级计算机的应用不足问题，一些国内服务器主导厂商的努力转变，在2009年浪潮发布“倚天”桌面超级计算机，借助CPU-GPU协同计算加速架构，单机计算能力最高可达每秒4万亿次，真正实现了将超级计算机从庞大的机房和计算中心转移到了用户的桌面。浪潮还与ISC联合举办“首届中国大学生超级计算机竞赛暨ISC12国际大学生超级计算机竞赛中国区选拔赛”，比赛将使用一项基准性能测试（Linpack测试）和四项应用测试（CPMD、CP2K、Openfoam、Nemo）重点考察参赛队组建的超级计算机的综合性能，具有明显的应用导向，是对参赛队伍超级计算机应用能力的全面考察。大赛主办方浪潮集团也强调，比赛将会成为一个权威、专业、公平的超算应用领域的竞赛和交流平台，推动中国超算的应用研究和人才培养。单纯的追求超算TOP排行榜位置的“冷战”已成过去，让应用引领计算的时代已然来临。Linpack标准的创始人Jack Dongarra对外表示：这套完全以纵向数值比拼的标准已经过时，而全新的HPCG PDF Link测试平台将会关联主流应用程序中的计算和数据访问模式。应该说Dongarra的观点代表了超算应用的前沿，一场全世界范围内用于横向应用的超级变革早已展开，而在中国更有曙光公司等超算领导者在云计算、大数据领域勇于实践，将创新技术与应用完美结合。应用程序对更复杂计算的需求已变得原来越普遍，这些计算要求有高带宽和低延时的环境，并且需要通过不规则模式访问数据，超级计算机的衡量基准需要经常更新，以保证其能够正确反映出计算机使用方式的变化。

问题八：请高人解答一下，中国的超级计算机用的什么CPU 整个硬件系统好像有一万多个节点，每个节点由Xeon Phi 和Xeon E5 配合运行。具体的就不知道了。

问题九：超级计算机到底有何用 超级计算机用处：
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IBM的最新军用超级计算机"Roadrunner"已经完成，每秒计算能力终于超过了一千万亿次，达到了1026PetaFlops，是目前最强的IBM BlueGene/L的两倍还多，Roadrunner一共拥有116640颗计算核心，由三种不同的处理器组成，包括12960颗改进版的IBM Cell，以及少量的AMD Opteron，Roadrunner超级计算机的布线总长达到了57公里，功率为39兆瓦，占地约6000平方英尺，总重超过500000磅。 IBM Roadrunner标志着美国超级计算机领域在11年内完成了一千倍的跨越，从TFlops进入PFlops时代，而接下来将是EFlops、ZFlops、YFlops和XFlops--10的27次方。
IBM已经向洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）做出承诺，后者将购买IBM即将推出的Roadrunner超级计算机。一旦IBM完成了对Roadrunner的测试，这台超级计算机将被分解，分别由21部卡车将部件运送到实验室所在的新墨西哥州，到达目的地之后再重新组装起来。
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首先来说我国有生产cpu的能力，也生产出了cpu，虽然并不是最好的，但是我国的组合能力很强，比如超级计算机是上千个上万个cpu并行运算来增加运算速度和运算量，比如其他国家最多能整合到5000个cpu并行运算，而我国cpu虽然单个并不比他们的运算速度快，但是我们有能力整合到8000、10000或者20000个cpu并行运算（cpu的并行运算整合并不是越多越好，而是需要适合的系统架构来支持，我国这方面做的比其他国家厉害）所以用数量超越他们的质量，所以我国的超算世界第一。

首先，你得明白，超级计算机不同于民用计算机。
超级计算机是用来进行科学计算的，所以它不具备一般计算机所具有的多媒体功能。
之所以称为超级计算机，是因为它超强的计算能力。超级计算机拥有一颗超级CPU，运算能力是一般民用计算机的几万到几千万倍。比如中国的“曙光”CPU主频就高达80000GHz，而它只能算一个一般性能的超级计算机呀！
除了BT的频率以外，超级计算机还拥有超强的储存能力。比如不久前本人才在一资料上看到某服务机内存达2TB！硬盘大小更是不敢想了。
由于超级计算机特殊的作用，所以它一般不需要显卡等配件。
至于单机价格就没有一个确切的数据了。
举个例子。
来自中国的《魔兽世界》五台服务器以每秒3076万亿次浮点 *** 作的能力（30000GHz），每台重达40吨，售价则高达15万美金一台。

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