天河一号 [“天河一号”引领“中国速度”]

　　将任意一道计算题输入电脑,马上就能得到正确答案。对被我们习惯称之为“电脑”的电子计算机来说,这简直就是“小菜一碟”。也许,计算机的迷人之处,就在于计算速度的不断提高。在超级计算机不断提高运算速度的过程中,千万亿次是一个难以逾越的高度。不过,同学们可知道,随着首台国产千万亿次超级计算机“天河一号”在国防科学技术大学研制成功,我国成为继美国之后第二个能够研制千万亿次超级计算机系统的国家哦!
　　
　　七大技术四大特点
　　
　　超级计算机是指“在给定时间内可提供最大、最快和最强能力的大容量大型计算机”。
　　“天河一号”的计算速度每秒1 206万亿次,位于国内榜首、世界一流。它一天的计算量相当于一台家用电脑不间断地计算160年。在气候预报、环境控制、飞行器设计、系统生物学等领域都需要千万亿次甚至更高性能的计算机。因此,“天河一号”投入使用后,必将推动科学研究的发展。
　　如此神奇的“天河一号”,采用了七项关键技术,这些技术在互联通信、网络计算、安全控制等领域都处于领先地位。同时,它还具有四大特点:高性能,计算速度处于世界领先地位;低能耗,能量消耗与同类计算机相比大大降低;高安全,实现了不同用户间数据和工作信息的相互隔离,对用户来说,相当于到银行租个保险柜,钥匙掌握在自己手里;易使用,“傻瓜化”的操作界面和菜单、鼠标等常规操作,让机器的使用变得简单。
　　
　　在公共服务领域大显身手
　　
　　“天河一号”将成为国家超级计算天津中心的业务主机,面向国内外提供超级计算服务,它在投入使用后将实现三大功能:
　　第一,作为提供超级计算服务的全球公共科研设施,“天河”向国内外用户开放。无论身在何处,用户都可以通过国际互联网使用“天河”进行科学计算。
　　第二,作为产业带动平台,“天河”上集中的当今时代最先进的信息技术将逐步转移到其他产业,从而解决国家与社会发展中的各种问题。
　　第三,作为吸引人才的平台,“天河”将进一步汇聚来自世界各地的尖端技术人才,对国民经济和世界科技的可持续发展作出更多贡献。
　　
　　电脑能否代替人脑
　　
　　超级计算机的能力有极限吗?它们能否在未来代替人脑?科幻电影中计算机统治世界的故事,让人们对这一古老话题的猜想从未停止。
　　答案是,计算机无法代替人脑。人脑与计算机的一个根本区别在于,人能够发现规律,而计算机只能根据人发现的规律和设计的方法进行计算。
　　世界是有规律的,但还有很多问题,人类尚未发现其中的规律,而已经发现的规律中也有可计算的和不可计算的。换句话说,只要人类能够发现规律、并且找到方法把规律变成可计算的问题,从而建立起物理和数学模型,计算机就能够替代人类在这些问题中的劳动。
　　仅就代数计算而言的话,“天河一号”一秒钟能进行1 206万亿次计算,人却只能进行大约一次运算。然而,记住对方的长相这样一个人在瞬间就能完成的图像识别工作,计算机却要经历一个极其复杂的计算过程。
　　今天看来不可计算的规律,在未来某天也许能够进行计算。但人类又会不断发现更多未知的领域和更多不可计算的规律。
　　
　　与日常生活息息相关
　　
　　与已经进入寻常百姓家的个人电脑相比,这些运算速度动辄以万亿、十万亿、百万亿和千万亿次来计算的超级计算机,和老百姓的日常生活有什么关系呢?
　　超级计算机似乎只和科学研究联系在一起。但事实上,在和大众生活息息相关的各个领域,我们都可以看到超级计算机的身影。
　　网络服务。在网络日益普及的今天,面对数千万、数亿用户的访问请求,服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。而这正是超级计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒钟可以处理数千万乃至数亿次服务请求,及时提供用户所需要的信息和服务,保证服务质量。
　　天气预报。天气预报的结果,也是由超级计算机计算而来。目前世界最高水平可预报8天,我国为5至6天。但对于中长期预报特别是气候预报来说,目前世界上的超级计算机仍然无法满足需求,因为天气预报的计算需要每秒百万万亿次的速度。世界上一个公认的说法是,天气预报时效每增加一天,气象和计算机界需要努力10年。
　　生物制药。研制一种新药,从化合物筛选到临床试验,一般需要10到15年的时间。使用超级计算机,以计算机模拟的手段,科学家可以在较短的时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物,不仅节省了购买真实化合物的大量资金,而且大大缩短了药物研发的周期。
　　各种尖端的科学技术问题,都需要超级计算机的支撑,国民经济中很多重要的产业如石油勘探、汽车生产等也都已经离不开高性能计算机。
　　
　　难以预知的未来
　　
　　超级计算机还会给人类的未来带来什么样的改变?
　　虽然目前超级计算机的计算能力不直接面向用户,但随着其服务能力的拓展,很可能会诞生一个庞大的巨型计算机服务产业,面向个人用户提供服务。比方说,未来的天气预报可能进一步定时化,个人可以随时询问某个局部区域在某个特定时间段的天气情况。
　　应用是无止境的。有技术,就会有应用,应用又会反过来推动技术的发展。
　　一位科学家曾经说过,超级计算机如同伽利略的望远镜,让人们从观察宇宙的不同维度中,发现了深刻影响人类社会的一系列规律。
　　通过超级计算机还能发现些什么?没有人能给出答案,因为,它可以深入到宇宙,深入到分子原子,深入到无限遥远的未来。
　　(责任编校:李婷婷)