超级计算机

　　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）这名词第一次出现，是在1929年《纽约世界报》关于IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机（tabulator）的报导。

　　1960年代，超级计算机由希穆尔·克雷（Seymour Cray）在Control Data Corporation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年代中期，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，克雷研究依然是超级计算机领域的巨头之一。

　　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的处理器（譬如PowerPC、PA-RISC或DEC Alpha）互联进行并行计算而实行。

　　用途

　　超级计算机常用于需要大量运算的工作，譬如天气预测、气候研究、运算化学、分子模型、天体物理模拟、汽车设计模拟、密码分析等。

　　通用超级计算机的类型

　　大致上可以分为三种：

　　矢量处理机器能为大量数据同时进行同样的运算。

　　丛集式处理器特别创建连接处理器及记忆体的通信网络，非均匀访存模型就是最常见的。最快的超级计算机就是使用这个科技。

　　商品电脑丛集使用高带宽低延误的网络来连接大量普通商品电脑，建设成一个电脑簇。

　　根据摩尔定律及经济规模，一个现代的桌面电脑比15年前的超级计算机有更高性能，皆因某些超级计算机的设计已经放在桌面电脑内。再者，简单芯片的开发及生产成本比特意设计给超级计算机的更便宜。

　　超级计算机所处理的问题都适合并行化，当中减少处理单元之间的资料传送量。因此，传统的超级计算机可以被电脑丛集所代替。

　　最快的超级计算机

　　TOP500列表排名世界上最快的500台超级电脑，而中国则以“中国TOP100排行榜”排名境内头100台最快的超级电脑。

　　速度单位

　　超级计算机速度以每秒浮点运算次数“FLOPS”（floating-point operations per second）来作量度单位，常见的表示电脑中的峰值或速度用的单位英汉对照如下：

　　一个MFLOPS（megaFLOPS）等于每秒100万（=106）次的浮点运算

　　一个GFLOPS（gigaFLOPS）等于每秒10亿（=109）次的浮点运算

　　一个TFLOPS（teraFLOPS）等于每秒1万亿（=1012）次的浮点运算

　　一个PFLOPS（petaFLOPS）等于每秒1千万亿（=1015）次的浮点运算

　　一个EFLOPS（exascaleFLOPS）等于每秒100亿亿（=1018）次的浮点运算

　　此外，由于浮点积和熔加运算或乘积累加是两次的浮点运算（每条FMA指令包括加/减及乘），因此当处理器支持FMA指令时，峰值是两倍每秒所能运行FMA指令的数目。

　　目前最快的超级计算机

　　截止到2014年11月，世界上运算速度最快的超级计算机是，由中国人民解放军国防科学技术大学等单位研制的天河二号，它每秒能完成5亿亿次运算。双精度浮点运算峰值速度达到每秒5.49亿亿次，Linpack（国际上流行的用于测试高性能计算机浮点计算性能的软件）测试性能已达到每秒3.39亿亿次。