目前世界上最强大的7台超级计算机

哈耶萨鲁亚源

目前世界上最强大的7台超级计算机。（图片来源：gorodenkoff via Getty Images）

（）据美国生活科学网站（Keumars Afifi Sabet）：超级计算机的工作原理与日常计算机相同，但它们的性能水平要高得多，看起来更像旧的经典大型机。与普通的台式电脑或笔记本电脑不同，它们处理大量数据集并以惊人的速度进行计算。据IBM称，它们是世界上速度最快的计算机，需要大量的基础设施才能运行，包括先进的冷却系统。

从架构上讲，它们还比普通PC安装了更多的组件。你的笔记本电脑可能有一个中央处理单元（CPU）和一个图形处理单元（GPU），但一台超级计算机可能有成千上万的CPU和GPU——每一个都比你现成的要强大得多。

它们的性能也是通过每秒浮点运算（FLOPS）来衡量的，其中一次浮点运算是一种数学计算。现在，世界上最强大的超级计算机的功率超过了1 exaFLOP，即五分之一（1018）FLOPS，而普通的PC和笔记本电脑的功率通常为数百千兆FLOPS，即1万亿（109）FLOPS。我们把这样的机器称为exascale超级计算机。

因为它们可以处理大量数据并以惊人的速度处理计算，科学家们经常使用超级计算机来解决药物和材料发现中的问题。超级计算机也可以进行预测，比如预测天气，甚至可以学习如何下棋，就像1997年IBM的经典深蓝超级计算机一样。

根据最新的TOP500排名，以下是今天在线的七台最强大的超级计算机。

1.边疆



前沿超级计算机。（图片来源：CARLOS JONES/ORNL/美国能源部）

地点：美国田纳西州橡树岭国家实验室。
性能：1194 petaFLOPS（1.2 exaFLOPS）
组件：AMD EPYC 64核CPU和AMD Instinct MI250X GPU
首次在线：2022年8月

目前排名第一的是由超级计算巨头HPE Cray建造的Frontier，它在2022年上线时成为世界上第一台EB级计算机。据IEEE Spectrum报道，科学家最初计划将Frontier用于癌症研究、药物发现、核聚变、外来材料、设计超高效发动机和恒星爆炸建模。

据《麻省理工技术评论》报道，未来几年，科学家们将利用Frontier设计新的运输和医疗技术。匹兹堡大学计算天体物理学助理教授Evan Schneider告诉《麻省理工技术评论》，他想模拟银河系是如何随时间演变的。

2.极光



Aurora超级计算机。（图片来源：阿贡国家实验室）

地点：美国伊利诺伊州阿贡国家实验室。
性能：585 PB FLOPS（0.59 EB FLOPS）
组件：Intel Xeon Max系列CPU和Intel Data Center Max系列GPU
首次在线：2023年6月

名单上最年轻的超级计算机之一也可能有一天成为最强大的超级计算机。Aurora位于阿贡领导计算设施（ALCF），成为有史以来第二台EB级超级计算机，ALCF代表表示，它有潜力达到2 EB FLOPS的计算能力，这是Frontier的两倍。

Aurora与英特尔和HPE建立了合作关系，集成了科学工具和分析，执行建模和模拟，并运行人工智能（AI）。Aurora的火力使其能够在气候预测、材料科学、储能和核聚变等各个领域创建准确的模型。据HPCWire报道，聚变尤其是Aurora的一个焦点，有一天它可能有助于解开大规模聚变能量的秘密。

3.鹰

位置：Microsoft Azure--云/分布式
性能：561 petaFLOPS（0.56 exaFLOPS）
组件：Intel Xeon Platinum 8480C 48C CPU和Nvidia H100 GPU
首次在线：2023年8月

微软的Eagle超级计算机不是基于实验室，而是基于云，任何人都可以通过微软Azure云平台访问它。这是一个分布式系统网络，其总功率足以成为世界上第三快的超级计算机。理论上，任何愿意付费的人都可以访问Eagle。

4.FUGAKU



Fugaku超级计算机。（图片来源：文部科学省 CC乘以4.0）

地点：日本神户理研计算科学中心
性能：442 petaFLOPS（0.44 exaFLOPS）
组件：A64FX CPU
首次在线：2020年6月

在2020年6月至2022年6月期间，Fugaku曾经是世界上最强大的超级计算机，是该榜单上最古老的前五大系统之一。它的名字来源于富士山，这是一座距离东京约60英里（100公里）的活火山，在首次登上TOP500排行榜榜首时，它取代了Summit超级计算机（排行榜第7位）。

多年来，科学家们已经将Fugaku用于几个关键的研究问题。据《日经亚洲》报道，在新冠肺炎大流行期间，研究人员利用其数字运算能力证实，用无纺布制成的口罩在阻断空气传播的呼吸道飞沫方面更有效。据《日本新闻》报道，Fugaku目前正在ChatGPT的模式下训练日本人工智能大语言模型。

5.路米



LUMI超级计算机。（图片来源：Fade Creative）

地点：CSC数据中心——芬兰Kajaani
性能：380 petaFLOPS（0.38 exaFLOPS）
组件：AMD第三代EPYC 64核CPU和AMD Instinct MI250X GPU
首次在线：2021年6月

总部位于芬兰的LUMI是欧洲最强大的超级计算机，也是世界上速度第五快的超级计算机。据欧盟（EU）官员称，它使用100%的可再生水力发电，其废热用于加热附近的建筑物。它于三年前开始试点运营，并于2023年2月全面投入运营。

官员们此前曾表示，该系统被指定为欧洲各地研究人员可以用于合作研究的超级计算机，针对基于人工智能的工作负载进行了优化。LUMI还被用作量子计算机的“合作伙伴”，即两个名为QAL9000和Helmi的系统，这两个系统都位于芬兰。这一量子经典计算合作伙伴关系旨在为研究人员提供当前最好的量子计算机（基于其未来的潜力，这些计算机受到严重限制）和超级计算机。

6.莱昂纳多



莱昂纳多超级计算机。（图片来源：CINECA）

地点：意大利博洛尼亚CINECA数据中心
性能：239 petaFLOPS（0.23 exaFLOPS）
组件：Intel Xeon Platinum 8358 32核CPU和Nvidia A100 GPU
首次在线：2022年11月

Leonardo是欧盟EuroHPC超级计算计划的另一个系统，由三个模块组成，使其成为欧洲第二快的机器。主办机构CINECA是一个由意大利大学、公共研究中心和政府机构组成的联盟。

该超级计算机于2023年5月进入预生产阶段，在此期间提交了80个项目，选择了13个项目。然后，在8月，这台超级计算机进入了生产阶段。

7.峰会



Summit超级计算机。（图片来源：美国能源部）

地点：美国田纳西州橡树岭国家实验室。
性能：149 PB FLOPS（0.15 EB FLOPS）
组件：IBM POWER9 22核CPU和英伟达特斯拉V100 GPU
首次在线：2018年6月

Summit是为橡树岭国家实验室开发使用的，其功能是该机构之前的超级计算机“泰坦”的八倍，在两年内一直是世界上最强大的超级计算机，直到被Fugaku取代。

代表们在一份声明中表示，除了科学建模外，Summit还针对人工智能工作负载进行了优化，包括人类健康和材料发现等领域的机器学习和深度学习。

Oak Ridger表示，这台超级计算机多年来一直是关键研究的关键。例如，在新冠肺炎大流行期间，它被用于筛选数百万种药物，以确定是否有任何药物可以阻止病毒进入人体细胞或在人体细胞中复制。它也被用来模拟湍流。