
【計】 super-supercomputer
exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-
【計】 giant-scale computer; maxicomputer; supercomputer
"超巨型計算機"在漢英對照語境下可定義為具備exascale(百億億次級)計算能力的超級計算機系統,其英文标準譯法為"exascale supercomputer"或"ultra-supercomputer"。這類系統每秒浮點運算次數(FLOPs)突破$10^{18}$次,采用異構計算架構與液冷技術,配備超過百萬計算核心。
根據國際超算權威榜單TOP500最新數據,當前全球僅6台系統達到該算力層級,包括美國的Frontier與Aurora系統,以及中國的"天河-5"原型機。此類設備主要應用于:
牛津英語詞典2023版新增詞條"exascale"時特别說明,該術語源于超級計算機領域突破性進展。美國電氣電子工程師協會(IEEE)技術報告指出,超巨型計算機的能耗效率已提升至每瓦特20吉次運算,較十年前提升400%。
超巨型計算機(又稱超級計算機或巨型機)是具備極強計算能力和存儲性能的高性能計算機系統,其核心特點和應用如下:
超強運算能力
運算速度通常以每秒萬億次(浮點運算)為單位,例如中國“神威·太湖之光”的峰值性能達12.5億億次/秒。相較于普通計算機,其信息處理速度快1-2個數量級以上。
超大存儲容量
支持百萬字節以上的數據存儲,可處理海量數據集,如氣候模拟、基因序列分析等複雜任務。
先進架構設計
采用分布式或渦輪式架構,通過上萬顆處理器協同工作(如提到的并聯中央處理器),實現存儲與運算分離,保障數據安全與升級靈活性。
早期巨型機以體積龐大著稱(如中國銀河系列),但現代超巨型計算機更注重能效比和緊湊設計,例如通過異構計算(CPU+GPU/加速卡)提升性能。目前國際競争聚焦于“E級計算”(百億億次/秒),以滿足人工智能、大數據等新興需求。
與普通計算機相比,超巨型計算機的組件雖類似,但通過定制化硬件(如神威處理器的申威核心)和專用操作系統實現性能飛躍。而大型機(Mainframe)更側重高可靠事務處理,如銀行交易系統,與超巨型機的定位不同。
擴展說明:部分國家将“超巨型計算機”定義為運算速度超千萬次/秒、存儲超百萬字節的系統(如标準),但實際指标隨技術進步持續提升。
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