Supercomputers是什麼意思，Supercomputers的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

超級計算機（Supercomputers）是指運算速度遠超通用計算機，專門用于處理大規模、高複雜度科學計算和工程模拟任務的尖端計算機系統。其核心特征與價值體現在以下幾個方面：

1. 無與倫比的運算速度 超級計算機的性能通常以每秒浮點運算次數（FLOPS） 衡量。現代頂級超級計算機的運算能力已達到“百億億次”（Exascale，即 108 FLOPS） 級别。這意味着它們每秒能執行百億億次以上的浮點計算，遠超普通個人電腦或服務器數個數量級。這種速度使其能解決需要海量計算的複雜問題。根據最新的TOP500榜單（2024年6月），目前全球最快的超級計算機 Frontier 的峰值性能已超過 1.1 Exaflop/s 。

2. 高度并行的架構 超級計算機的核心在于其大規模并行處理能力。它們并非依賴單個強大的處理器，而是集成成千上萬甚至數百萬個處理器核心（CPU）和/或圖形處理器核心（GPU），通過高速互連網絡協同工作，同時處理問題的不同部分。這種架構是突破單處理器性能極限的關鍵 。

3. 特殊的應用領域 超級計算機主要用于解決傳統計算機無法勝任的“大問題”，典型應用包括：

   • 複雜科學模拟： 如模拟全球氣候變化、天體物理現象（星系形成、超新星爆炸）、核聚變反應、新材料特性等 。
   • 大規模數據處理與分析： 處理來自大型強子對撞機（LHC）、天文望遠鏡、基因測序等産生的海量科學數據 。
   • 尖端工程設計與測試： 虛拟風洞測試飛機/汽車設計、模拟核武器爆炸（無需實際核試驗）、藥物分子設計、石油勘探數據處理等。
   • 人工智能與大數據： 訓練極其複雜的大型人工智能模型（如大語言模型）、分析超大規模數據集 。

4. 獨特的系統組成與挑戰

   • 硬件： 除了海量處理器，還需要超高速、低延遲的互連網絡（如 InfiniBand, HPE Slingshot）、海量高性能内存（RAM） 和并行存儲系統以滿足數據吞吐需求，以及強大的冷卻系統（通常需要液冷）來應對高密度計算産生的巨大熱量 。
   • 軟件： 需要并行編程模型（如 MPI, OpenMP）和專門的算法，将問題分解成可并行處理的部分，并管理任務調度、通信和同步。運行定制的操作系統或優化過的 Linux 發行版 。
   • 規模與成本： 超級計算機體積龐大（常占據整個機房甚至建築物），造價高昂（數億至數十億美元），運行和維護（尤其是能耗）成本巨大 。

5. 國家科技實力的象征 超級計算機的發展水平常被視為一個國家科技實力和綜合國力的重要标志。中國在該領域取得了顯著成就，例如部署了“天河”系列和“神威”系列超級計算機，多次在TOP500榜單中名列前茅 。

參考資料來源：

• TOP500: 全球超級計算機權威排名榜單官網（提供最新性能數據和系統信息）
• IEEE (電氣與電子工程師協會): 全球最大的專業技術組織之一，其出版物和資源是計算機工程與技術的權威參考（涵蓋超級計算機架構、技術等）
• 美國能源部科學辦公室: 資助并管理美國國家實驗室的超級計算機設施（如橡樹嶺國家實驗室的 Frontier），發布相關科學應用案例
• 中國國家超級計算中心（如無錫中心、天津中心、廣州中心等）: 中國超級計算機研發與應用的核心機構官網（提供中國超算發展與應用信息）

網絡擴展資料

“超級計算機”（Supercomputers）是指具備極強計算能力、專門用于處理複雜科學計算和大規模數據任務的計算機系統。以下是詳細解釋：

1. 定義與核心特點
超級計算機通過并行計算架構（由數萬至數百萬個處理器組成）實現遠超普通計算機的運算速度，通常以FLOPS（每秒浮點運算次數）衡量性能。例如，目前最先進的超級計算機算力可達每秒百億億次（ExaFLOP級），相當于普通筆記本電腦的百萬倍以上。

2. 主要應用領域

• 科學研究：氣候模拟、核聚變反應建模、宇宙演化分析等（如歐洲中期天氣預報中心用其預測極端天氣）。
• 工程與制造：飛機流體力學仿真、新材料開發（如電池材料分子模拟）。
• 生物醫學：蛋白質折疊研究、藥物分子篩選（COVID-19疫情期間用于分析病毒結構）。
• 國家安全：核武器模拟、密碼破譯等。

3. 技術特征

• 并行計算：采用GPU集群或定制加速芯片，同時處理海量任務。
• 高能耗與散熱需求：部分超算中心需配套專用水冷系統，功耗可達20兆瓦以上。
• 操作系統：多基于Linux定制（如Cray OS），而非Windows等通用系統。

4. 發展現狀
根據2024年全球超算排行榜，美國Frontier（1.194 ExaFLOPs）、日本富嶽（0.442 ExaFLOPs）和中國神威·太湖之光（0.125 ExaFLOPs）位列前三。當前各國正競相研發E級超算（Exascale，即百億億次級），以推動人工智能訓練、量子計算模拟等前沿領域。

補充說明
超級計算機與普通服務器的核心區别在于任務類型：前者專攻需要極高并行度的科學計算，後者側重通用數據處理。近年來，雲計算和分布式計算的發展使部分超算能力可通過雲端調用，但尖端研究仍依賴實體超算中心。

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