前段时间全球超算TOP 500最新榜单公布，各超算系统的排名有升有降，争夺激烈，只有我国的神威·太湖和天河二号毫无悬念地又一次分别蝉联冠亚军(第四次)。下面为大家介绍当今世界最强大的十台超级计算机，以及它们的“TOP 500之路”。
10、K Computer
由富士通为日本RIKEN计算机科学高等研究院(AICS)建造的K Computer，在2011年6月时是世界上运行速度最快的计算机，到了2017年11月已经成功跌落至全球超级计算机TOP 500名单中的第10位。K Computer在榜单里基于Sparc的计算机中排名最高，使用88,128个运行频率为2GHz的SPARC64 VIIIfx八核处理器，共计705,024个内核。它具有10.51 petaflops的最大持续性能和11.28 petaflops的峰值性能。然而它没有什么值得骄傲的：它的每瓦特性能仅为0.83 gigaflops，是前十名中效率最低的机器。
9、Oakforest-PACS
第九位Oakforest-PACS是另一台富士通建造的机器，为日本联合高级高性能计算中心建造。基于富士通的Primergy CX1640集群，并使用英特尔Omni-Path互联，Oakforest-PACS于2016年11月进入排名第6位，但一年后滑落至第9位。其8178个Intel Xeon Phi 7250处理器共有556,104个核心。最高性能可达13.55 petaflops，峰值性能达到24.91 petaflops。它的功耗效率是每瓦4.986 gigaflops。
8、Cori
Cori是克雷公司建造的(Cray)，它属于美国能源部，坐落在劳伦斯伯克利国家实验室。 Cori于2016年11月进入Top500排行榜，比日本的Oakforest-PACS高出一位，同时也是一路下滑。 2017年11月排在第8位。与Oakforest-PACS相同的另一件事是，同样使用Intel的Xeon Phi处理器。其中有9152个核心，总共有622336个内核，最大持续性能为14.01 petaflops，峰值性能为27.88 petaflops。Cori的能源效率低于日本的Oakforest-PACS，每瓦3.558 gigaflops，不太能让人印象深刻。
7、Trinity
由克雷公司为美国能源部门的洛斯阿拉莫斯国家实验室建造的Trinity，在2017年夏季得到了升级，将其推到了500强名单的后面。它在2015年11月排名第六，配备18,816个Intel Xeon E5 16核心处理器，但排名稳步下滑，曾一度降至第十位。2017年11月，升级后的Trinity配备9,984个Intel Xeon Phi 68-核心处理器，攀升至第七位，共979,968个内核，最大持续性能和峰值性能分别达到14.14 petaflops和43.90 petaflops。总的来说，它的耗电量Cori低一点，效率稍高一点，为每瓦特3.678 gigaflops。
6、Sequoia
Sequoia在2012年6月份时是世界上最强大的超级计算机，但自那时以来排名一直下滑。到2017年11月，已经滑落到第六位。与Cori和Trinity一样，Sequoia属于美国能源部，坐落在劳伦斯利弗莫尔国家实验室。不同的是，Sequoia由IBM建造，并使用该公司的16核Power BQC芯片与定制的互连技术。它有98,304个处理器，总共有1,572,864个内核，每个内核有1G的RAM。实现了17.17 petaflops的最高持续性能和20.13 petaflops的最高性能。在能源效率方面，能够提供每瓦特2.177 gigaflops的中等功率。
5、Titan
Titan在2012年11月进入Top500排行榜的时候，打败了当初的Sequoia成功登顶，但是在2017年11月之前已经滑落到第五位。它是美国能源部电脑中最强大的，位于橡树岭美国国家实验室。它和Cori及Trinity一样，是由克雷公司生产的，但与后两者不同的是，它采用了AMD公司的16核Opteron 6274芯片和Nvidia Tesla加速器。它拥有总共560,640个内核，最大持续性能达到17.59 petaflops，峰值性能达到27.11 petaflops。能效达到每瓦特2.143 gigaflops。
4、Gyoukou
Gyoukou为日本海洋地球科学和技术机构所有。它是一款名为Earth Simulator的超级计算机的“继承者”，并于2017年6月首次进入Top500榜单，排名第69位。自那时以来，制造商ExaScaler又增加了数百万个加速器核心，到2017年11月，它已攀升至第四位。1250个Intel Xeon 16核处理器，采用Infiniband EDR互连，Gyoukou大部分性能来自于通过Pezy-SC2加速器加速的19,840,000个内核。它可以实现最高19.14 petaflops的持续性能以及28.19 petaflops的峰值性能。Gyoukou的突出特点是其效率为每瓦特14.17 gigaflops，几乎是其竞争对手效率的两倍。
3、Piz Daint
Piz Daint自2012年11月以来一直在TOP 500名单中攀升，当时它配备了1,504个Intel Xeon E5-2670处理器，占据第114位。自那时起，它的所有机构——瑞士国家超级计算中心和制造商克雷公司对其进行了一系列升级。六个月后，他们将处理器数量翻了三倍，将Piz Daint提升到了第42位，再过了六个月又增加了Nvidia K20x加速器，将其提升到了第六位。在2016年，Cray将Xeons换成了新的型号E5-2690v3，每个型号都有12个内核，而不是2670的8个内核，用新型的Nvidia Tesla P100取代了K20x加速器。处理器数量的最终提升将Piz Daint推到了2017年6月的第三名，到11月份还没有被超越。它的361,760个内核提供了19.59 petaflops的最大持续性能和25.33 petaflops的峰值性能。其效率为每瓦特8.622 gigaflops。
2、天河二号
天河二号属于中国广州国家超级计算机中心，从2013年6月到2016年6月为止，是全球最快的超级计算机，后来被神威·太湖之光挤下神坛。不过截至2017年11月，它仍然是世界上第二快的机器。它使用了Intel Xeon E5-2692v2和Intel Xeon Phi 31S1P处理器，总共有3,120,000个内核和1 PB的RAM。天河二号的最高持续性能是33.86 petaflops，理论峰值性能是54.90 petaflops，功耗效率仅为每瓦特1.902 gigaflops，它毕竟是在2013年建成的。而据最新消息，今年年底天河二号将使用全新的国产Matrix 2000加速器，替换原有的Intel加速器，正式成为真正的国产超算，其最大运算速度也将大大提升，达到目前性能的近三倍。
1、神威·太湖之光
神威·太湖之光连续第四次领跑全球超级计算机TOP 500榜单，位于国家超级计算无锡中心，于2016年6月首次亮相。它没有加速器芯片，依靠的是40960个申威26010处理器，每个拥有260个核心，提供了93.01 petaflops的最大持续性能和125.44 petaflops的理论峰值性能。功耗效率是非常可观的每瓦特6.051 gigaflops。
世界运算最快的计算机是那个国家？什么计算机？
世界上最快的计算机是中国的“天河二号”自2013年6月起成为全球最快的超级计算机，天河二号的霸主位置就没有被动摇过。
2014年6月23日，国际TOP500组织公布全球超级计算机500强排行榜最新榜单，天河二号以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第三次获得冠军。(注：榜单每半年公布一次)
连续三次获得全球超计算机冠军，让外界对于这台庞大的超级计算机产生了浓厚的兴趣。他们迫切了解这台超级计算机的研发和应用现状。
天河二号诞生
天河二号是国家科技部“十二五”863重大项目立项研制的项目，国防科技大学牵头进行了研发工作。近300人的研发团队从2011年开始，历时两年多才研制完成。
在天河二号之前，国防科技大学的团队曾在2010年研制出了天河一号，并首次让中国超级计算机占到了世界冠军的领奖台上。
然而，仅仅过了不到8个月，日本一台名为“京”的超级计算机就将天河一号挤下冠军台。之后，美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机也先后坐上世界第一的交椅，天河一号排名滑落至第8名。
实际上，当外界还称赞天河一号夺得世界第一时，天河二号的开发工作已经悄然展开。2013年6月，经过280多人长达2年多的潜心研发，天河二号正式研制成功，并很快夺回超级计算机冠军的宝座。至今，天河二号已经连续3次成为全球最快的超级计算机。
“上学的时候，最烦的和最骄傲的事情就是学校停电！”毕业于国防科技大学的穆童每每回忆起校园生活时都会这样说到，“学校里的那个‘庞然大物’一旦全速运转，全校就会停电，无论你在看电视、打电脑游戏，都需要接受这一事实，就连校长也不例外！”
穆童所指的庞然大物就是天河二号，一台运算能力惊人的超级计算机。穆童还清楚地记得，那两年里，为了保障天河二号的研发工作，该校的校党委还专门下发过通知，号召全校师生一起节约用电。
“在长沙30多度的夏天里，国防科技大学的校长、院长还有学生们要响应号召，关掉空调等大功率的电器，换上电风扇。”回忆这个场景时，穆童的脸上闪过一次得意之情。
如今，国防科技大学的新生们再也体会不到这种“停电”带来的骄傲了，因为天河二号已经从长沙的国防科技大学搬迁到广州超级计算中心，而随着专线电源的提供，未来天河N号的研发可能再也不会让全校的师生们忍受长沙的酷暑了。
天河二号能够做什么
天河二号历时两年多研制完成，耗资上亿美元。如此巨额的投资，最终当然是为了服务国家经济建设，而非只是标榜国家在超级计算机领域的能力已经达到怎样的高度。
除了助力探月工程、载人航天等政府科研项目外，天河二号目前已经逐渐应用于民用领域，比如石油勘探、汽车飞机的设计制造、基因测序等。
在“天河二号”一排排高大的黑色机柜里，一共装有32000颗主CPU和48000个协处理器，共300多万个计算核心。拥有如此多的计算核心让它的运算速度也非常惊人。
据测算，天河二号的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次，而持续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次。假设每人每秒钟进行一次运算，“天河二号”运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年。
据专家介绍，传统手段研发新车，一般要经过上百次碰撞实验、历时两年多才能完成，而利用天河二号进行模拟，只需3到5次实车碰撞、两个月即可实现。
此外，天河二号还可应用于娱乐产业，现在通过超级计算机制作动漫和3D电影已经成为潮流。电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时一年多完成。如果用天河二号，仅用1个月就可制作出与《阿凡达》动染效果相当的影片。
中国商用飞机设计有限公司北京研究中心利用约2.4万个CPU核开展了大型民机全参数气动优化设计，在天河二号计算6天，完成了其自身计算平台约需2年的工作量，极大地提高了优化工作效率。
华大基因互联网支撑与发展中心负责人说，天河二号具有强大的计算能力，以500人规模的全基因组信息关联性分析为例，华大基因利用原有计算机需1年时间，利用天河二号只需3个小时。华大基因是天河一号和天河二号的大商业客户。
据该负责人表示，华大基因使用的生物信息软件能迅速在天河二号上运行，不需要再另外进行编程；同时天河二号强大的计算能力，可以快速满足华大基因海量基因数据分析所需的计算资源，节省大量分析时间。
截止目前，国家超算广州中心的天河二号在短短几个月的运行中为120多家用户提供了300多项典型应用计算。
更为重要的是，天河二号这样的技术实际上可以进行复制。据天河二号主任设计师卢宇彤透露，天河一号和天河二号的技术可以用在规模小一点，用户可以定制的“小天河”超级计算机上。“2010年，天河一号研制成功以后，实际上到2012年，‘小天河’这样的系统已经推广了11套。”
能耗难题：天河二号年耗电上亿元
从目前天河二号来看，计算节点的能耗约为18兆瓦，再加上散热系统的整体能耗在20兆瓦以
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