人类工程的奇迹第五期：全球8大超级计算机，中国挤进前四

《人类工程的奇迹》来到了第五期，这期带大家看一看世界上最强大的8台超级计算机。超级计算机用于运行涉及大量变量的复杂模拟。常见的用途包括经济和气候建模、神经学研究和核科学。

正文开始前，为方便大家理解，先就超级计算机的计算速度做一下简要说明：petaFLOPS是超级计算机的计算速度单位，表示每秒浮点运算10的15次方次（即千万亿次）。

第8名：Juwels（德国）——44.1 petaFLOPS

Juwels是基于阿托斯（德国IT公司）的BullSequana XH2000平台的超级计算，是欧洲最快的超级计算系统，其持续峰值性能达到44.1 petaFLOPS.

Juwels是全球同类超级计算机中最节能的，在TOP100榜单中能效排名第一，这要归功于阿托斯专利的DLC（直接液体冷却）解决方案，该方案通过使用40℃的温水，将Juwels的能源消耗降至最低。

Juwels用于气候、环境、可持续能源管理和材料属性或大脑研究的相关研究。

第7名：HPC5（意大利）——51.7 petaFlops

HPC5是世界上工业领域最强大的超级计算机，属于意大利埃尼集团，峰值处理能力为51.7 petaFlops：即一秒钟内执行5170万亿次数学运算。

它是世界上第二好的节能超级计算机。如果进行每秒近两百亿次的运算，仅需一瓦的电量。这台计算机的性能水平意味着它可以使用极其复杂的内部算法来处理底土数据，从世界各地收集到的地球物理和地震信息被送到HPC5进行处理。利用这些数据，该系统可以开发出极其深入的底土模型，以确定隐藏在地表以下几公里处的情况：HPC5就是这样发现了地中海地区有史以来最大的气田Zohr。

第6名：天河2号（中国）——61.4 petaFLOPS

天河-2最初在2013年6月以世界第一的身份亮相。尽管这些年升级到了4981760个核心，运行速度达到61.4 petaFLOPS，但现在也只是勉强排进前五。这就是现代超级计算机的短暂辉煌。

这台由中国国防科技大学（NUDT）研发的机器主要用于政府安全应用。这意味着 "天河2号 "所做的大部分工作都是保密的，但以它惊人的数据处理能力来看，它一定是在进行一些相当重要的项目。

第5名：Selene（美国）——63.4 petaFLOPS

Selene不但是一台超级计算机，也是世界上最快的商用计算机。Selene采用全新的英伟达 A100 GPU打造，Selene在高性能计算的关键基准HPL上达到了63.4 petaFLOPS. Selene还与GitLab进行了连接，GitLab是业界追踪代码部署的重要工具，它提供了关于项目进展的即时更新。

Selene在距离英伟达加州硅谷园区仅一个街区的地方工作，但它只有在一个遥控机器人的帮助下才能在疫情期间访问。

第4名：神威·太湖之光（中国）——93.01 petaFLOPS

同样是曾经的第一名，神威·太湖之光在2016年6月首发后，霸占榜单两年。当时，它的93.01 petaFLOPS和1064.9万个核心使其以绝对优势成为世界上最强大的超级计算机，拥有超过其最近的竞争对手（ORNL的泰坦）5倍以上的处理能力和近19倍的核心数量。

不过科技进步的脚步永不停歇，没有哪个位置能长久稳固。太湖之光在2018年6月将榜首位置让给了竞争对手。

太湖之光位于中国无锡的国家超级计算中心，它的创造者正在使用这台超级计算机来完成从气候科学到先进制造业的任务。它还在海洋预报、帮助船只避开波涛汹涌的海面和协助海上石油钻探方面取得了成功。超级计算机还通过预报像南印度洋气旋Felling这样的严重风暴来拯救生命。

第3名：Sierra（美国）——94.6 petaFLOPS

劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的Sierra最初在2018年6月的榜单上以71.6 petaFLOPS的速度首次亮相，排名第3。后来经过优化，将其1572480个内核的处理速度推到了94.6 petaFLOPS，在2018年11月获得了第2名的位置。然而，2020年6月新的第一名的上位，将Sierra推回到第三位。

Sierra融合了IBM中央处理器（CPU）和NVIDIA图形处理单元（GPU），是专门为美国国家核安全局必不可少的建模和模拟而设计的。

第2名：Summit（美国）——148.6petaFLOPS

作为美国能源部对超级计算能力的再次承诺的一部分，橡树岭国家实验室（ORNL）的Summit在2018年6月首次夺得第一，6年来首次从中国手中夺走了第一的位置。

自2018年6月首次上榜以来，Summit的高性能Linpack（HPL）性能从最初的122.3提升到目前的148.6petaFLOPS。与如此高性能的机器不同的是，Summit最初还在衡量超级计算机能源效率的GreenTop500中排名第三，不过此后它的排名下降到了第九。

来自ORNL的一个七人团队因使用Summit处理基因数据以更好地了解个体如何形成慢性疼痛和对阿片类药物的反应而获得2018年戈登贝尔奖。Summit现在正在全球研发新冠病毒的治疗方法和疫苗的竞赛中发挥关键作用。

第1名：富岳(日本)——415.5 petaFLOPS

富岳超级计算机由RIKEN和富士通联合开发，是目前世界上最快的超级计算机（远远领先第二名）。自2011年6月富岳的前辈K计算机首次登顶以来，日本还没有超级计算机拿下过第一。

富岳拥有近730万个核心和415.5 petaFLOPS的速度，远远超过了前第一名Summit的148.6 PetaFLOPS，使高性能计算机群（HPC）技术离超大规模时代更近了一步。

富岳安装在日本神户的 RIKEN 计算科学中心 (R-CCS)，旨在用于解决高度优先的社会和科学问题的应用。这些应用包括药物发现、个性化医疗、天气和气候预测、清洁能源开发以及探索宇宙的基本规律。

富岳将于2021年4月开始全面运行，目前它已经被用于新冠病毒研究的实验。

写在最后的话

拥有最强大的超级计算机的竞赛从未真正结束。这种国家之间的友好竞争推动了计算机处理能力的进化，而且看起来它不会很快放缓。并且，量子计算机的问世，很有可能会打破超级计算机领域的平衡，就让我们拭目以待吧！

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