Supercomputers是什么意思，Supercomputers的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

超级计算机（Supercomputers）是指运算速度远超通用计算机，专门用于处理大规模、高复杂度科学计算和工程模拟任务的尖端计算机系统。其核心特征与价值体现在以下几个方面：

1. 无与伦比的运算速度 超级计算机的性能通常以每秒浮点运算次数（FLOPS） 衡量。现代顶级超级计算机的运算能力已达到“百亿亿次”（Exascale，即 108 FLOPS） 级别。这意味着它们每秒能执行百亿亿次以上的浮点计算，远超普通个人电脑或服务器数个数量级。这种速度使其能解决需要海量计算的复杂问题。根据最新的TOP500榜单（2024年6月），目前全球最快的超级计算机 Frontier 的峰值性能已超过 1.1 Exaflop/s 。

2. 高度并行的架构 超级计算机的核心在于其大规模并行处理能力。它们并非依赖单个强大的处理器，而是集成成千上万甚至数百万个处理器核心（CPU）和/或图形处理器核心（GPU），通过高速互连网络协同工作，同时处理问题的不同部分。这种架构是突破单处理器性能极限的关键 。

3. 特殊的应用领域 超级计算机主要用于解决传统计算机无法胜任的“大问题”，典型应用包括：

   • 复杂科学模拟： 如模拟全球气候变化、天体物理现象（星系形成、超新星爆炸）、核聚变反应、新材料特性等 。
   • 大规模数据处理与分析： 处理来自大型强子对撞机（LHC）、天文望远镜、基因测序等产生的海量科学数据 。
   • 尖端工程设计与测试： 虚拟风洞测试飞机/汽车设计、模拟核武器爆炸（无需实际核试验）、药物分子设计、石油勘探数据处理等。
   • 人工智能与大数据： 训练极其复杂的大型人工智能模型（如大语言模型）、分析超大规模数据集 。

4. 独特的系统组成与挑战

   • 硬件： 除了海量处理器，还需要超高速、低延迟的互连网络（如 InfiniBand, HPE Slingshot）、海量高性能内存（RAM） 和并行存储系统以满足数据吞吐需求，以及强大的冷却系统（通常需要液冷）来应对高密度计算产生的巨大热量 。
   • 软件： 需要并行编程模型（如 MPI, OpenMP）和专门的算法，将问题分解成可并行处理的部分，并管理任务调度、通信和同步。运行定制的操作系统或优化过的 Linux 发行版 。
   • 规模与成本： 超级计算机体积庞大（常占据整个机房甚至建筑物），造价高昂（数亿至数十亿美元），运行和维护（尤其是能耗）成本巨大 。

5. 国家科技实力的象征 超级计算机的发展水平常被视为一个国家科技实力和综合国力的重要标志。中国在该领域取得了显著成就，例如部署了“天河”系列和“神威”系列超级计算机，多次在TOP500榜单中名列前茅 。

参考资料来源：

• TOP500: 全球超级计算机权威排名榜单官网（提供最新性能数据和系统信息）
• IEEE (电气与电子工程师协会): 全球最大的专业技术组织之一，其出版物和资源是计算机工程与技术的权威参考（涵盖超级计算机架构、技术等）
• 美国能源部科学办公室: 资助并管理美国国家实验室的超级计算机设施（如橡树岭国家实验室的 Frontier），发布相关科学应用案例
• 中国国家超级计算中心（如无锡中心、天津中心、广州中心等）: 中国超级计算机研发与应用的核心机构官网（提供中国超算发展与应用信息）

网络扩展资料

“超级计算机”（Supercomputers）是指具备极强计算能力、专门用于处理复杂科学计算和大规模数据任务的计算机系统。以下是详细解释：

1. 定义与核心特点
超级计算机通过并行计算架构（由数万至数百万个处理器组成）实现远超普通计算机的运算速度，通常以FLOPS（每秒浮点运算次数）衡量性能。例如，目前最先进的超级计算机算力可达每秒百亿亿次（ExaFLOP级），相当于普通笔记本电脑的百万倍以上。

2. 主要应用领域

• 科学研究：气候模拟、核聚变反应建模、宇宙演化分析等（如欧洲中期天气预报中心用其预测极端天气）。
• 工程与制造：飞机流体力学仿真、新材料开发（如电池材料分子模拟）。
• 生物医学：蛋白质折叠研究、药物分子筛选（COVID-19疫情期间用于分析病毒结构）。
• 国家安全：核武器模拟、密码破译等。

3. 技术特征

• 并行计算：采用GPU集群或定制加速芯片，同时处理海量任务。
• 高能耗与散热需求：部分超算中心需配套专用水冷系统，功耗可达20兆瓦以上。
• 操作系统：多基于Linux定制（如Cray OS），而非Windows等通用系统。

4. 发展现状
根据2024年全球超算排行榜，美国Frontier（1.194 ExaFLOPs）、日本富岳（0.442 ExaFLOPs）和中国神威·太湖之光（0.125 ExaFLOPs）位列前三。当前各国正竞相研发E级超算（Exascale，即百亿亿次级），以推动人工智能训练、量子计算模拟等前沿领域。

补充说明
超级计算机与普通服务器的核心区别在于任务类型：前者专攻需要极高并行度的科学计算，后者侧重通用数据处理。近年来，云计算和分布式计算的发展使部分超算能力可通过云端调用，但尖端研究仍依赖实体超算中心。

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