超级计算机有什么用-超级计算机有哪些用途

每秒峰值运算速度１１万亿次的曙光４０００Ａ超级服务器在在上海运转着，这台国内运算速度最快的计算机究竟能做些什么？

曙光公司总裁历军说，截至目前，曙光４０００Ａ已成功运行了天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、计算流体力学、基因与蛋白分析和材料科学领域的３０多项应用，表现出强大的科学计算、事务处理和信息服务能力。

试运行阶段，上海超级计算中心在曙光４０００Ａ上运行了近３０个重要的商用应用和科学计算软件，获得良好的应用性能，能大大提高上海地区的汽车、飞机、船舶等制造行业的设计能力。

具体来说，曙光４０００Ａ可以在２０秒钟内实时完成１万个５０００万瓦以上的并网发电机组和２２万伏变电站构成的全国电网的电力安全评估；可在１０分钟内完成上海证券交易所１０年的１０００多支股票交易信息的２００种证券指数的计算；能在１小时内同时完成４次３６小时的中国周边、北方大部、北京周边、北京市的２００８年奥运会需要的气象预报计算，包括风向、风速、温度、湿度等，精度１公里，即精确到每个奥运会场馆；２小时内，可以同时完成２０次以上上海黄浦江过江隧道三维结构的地震数值分析的计算。

“很重要的一方面应用在基础科学研究这块领域，比如大学和一些研究机构。”中科院计算所所长李国杰说，“其次是在公益事业方面也有比较多的应用，如气象预报、城市防灾及环保方面。另外，就是工业工程上的应用，应用面很广，比如说汽车碰撞的模拟、飞机船舶的设计、特大型工程的抗震能力评估等等。还有数据处理业务方面的应用。这些需求是未来业务的主要方向。”

此前，上海超级计算中心在气象预报、地质勘探、生物医药、基因研究、飞机制造、汽车设计、新材料研究等领域已有大量成功应用。曙光４０００Ａ正式启动后，上海超算将成为我国信息技术领域的“三峡大坝”。

石油勘探：

石油勘探一般由野外数据采集、地震资料处理、资料解释三个流程组成，承担着找储油构造、定井位的重要任务。由于石油开采过程中钻井费用非常高昂，打一口油井往往要花费几百万甚至上亿元，如果井位定的不准，将会给石油企业和国家造成极大的损失。为了提高石油勘探的准确度，缩短勘探时间，在短时间内找准井位，就需要获得更精确和更丰富的数据，并进行三维计算分析，而这离开了高性能计算机是无法进行的。

在石油勘探领域，超级计算机主要用在盆地模拟、地震资料处理和油藏数值模拟等三大领域。

人们通过汽枪、放炮等人工手段获得原始的震源，由检波器在分布于震源附近的检波点定时收集一系列脉冲信号，从而采集到大量原始的地震波信号。

为了提高处理精度，测线间距越来越小，而采样点则越来越多，导致采集到的数据量也越来越大，有时一个文件就有200～300GB甚至更多。

随后把海量数据输入到超级计算机里，运行帕拉戴姆、CGG、、、等地震资料处理软件，经过常规处理以及叠前偏移（一种非常消耗CPU资源的算法）等过程，最终得到一个地震剖面图。然后由经验丰富的地质专家通过解释地震剖面图，得到地层的构造情况，从而为石油和天然气矿藏的识别提供依据。随着计算能力的提高以及物探行业竞争的加剧，客户对处理中心要求的数据处理周期也越来越短；而石油勘探领域的拓展和深入，也导致处理中心会遇到越来越多的复杂地质构造，这就需要更高性能的超级计算机。

计算机药物筛选：

新药研制的核心之一是从大量的化合物样品库中发现有药理活性的化合物。通常从个化合物中筛选出有药理活性的化合物不到1个。只有建立庞大的供筛样品库，才能保证新药可以源源不断的开发出来，保证新药研发的可持续发展。国际上大医药公司通常有几十至上百万的化合物实物样品库，可提供自动化的药物筛选。而我国可用于药物筛选的化合物非常缺乏，这严重影响新药发现进程。利用高性能计算机进行虚拟药物筛选是一条崭新的途径。首先通过计算机筛选化合物数据库（一般包括几百到上千万化合物三维结构和药物信息），可使得实际筛选的化合物集中上千倍。

研究内容是以药物作用靶点的三维结构为基础，将三维结构库中的小分子自动对接到受体结合腔中，通过衡量小分子与受体间的相互作用能，选择有利于分子间相互作用的化合物进行深人研究。这个过程需要庞大的计算要求，需要新一代的计算技术予于支撑。

气象分析：

对地面气象站和天上的气象卫星侦察的信息进行集中化数据处理，量化分析，建模分析。由于气象变化迅速，影响因素众多，采集的数据庞大，这需要超级计算机才能进行快速、精准的分析。对于中长期气象预测需要计算的数据量更加庞大。

举例说，年，借助高性能运算服务，上海数值天气预报的出炉时间已经由原先的4小时缩短为2小时，水平分辨率从数十公里提高到3公里。超级计算机能够把上海平方公里“划分”成700多个方格，而数值预报可以每3小时一次预测出每一个方格内的气温、降水量、风向风速等天气情况，大大提高了上海市气象预报与服务的及时性与准确性。

气象在战争、航天发射、灾害预报与评估等领域影响极大。依靠超级计算机的快速数据处理能力，战时可自立自主的预知全球气象，而不依赖别人，这是打赢一场高技术战争的根本基点。

舰船设计和飞机设计：

理解这两点并不难，因为舰船在海里行驶，和战机在天上飞所用到的知识点都是流体力学知识和大气气动力学分析，这两点都需要计算机建模分析，需要大量的数学运算和优化处理，才能设计出最佳的舰船和最优性能的战机来，超级计算机对这两个方面研究都能派上用场。

密码破解：

这一点在现代战争中用途不大了，因为交战国双方可以随时换密钥，通俗的话就是现在的密钥技术能发展到让你最先进的超级计算机天内不能破解，而在这天内交战国双方可以随时换密钥，这样你理论上永远破解不了敌方的战争密钥了，尤其是量子技术的发展使破解密钥更是难上加难，几乎理论上完全不可能，但是我们研制超级计算机能使我们掌握破解敌方密钥的一种方法，这对敌人多少是一种威慑，所以研制超级计算机能带动军事密钥学的发展。

情报分析：

战时情报的来源是很复杂的，也是多种多样的，如何在各种各样纷繁复杂的情报中，分析出有价值的情报，是一门学问，感兴趣的军事爱好者可以看看情报学分析的专业书籍，他有一套专门的数据处理分析流程和数学建模分析步骤，用超级计算机能保障更快更高更强的完成情报分析任务。

联合作战模拟：

就是用虚拟现实技术搭建起士兵训练模拟计算机系统，什么敌方的地理数据，战机，军舰，坦克性能都量化在用虚拟现实技术展现的计算机环境中，让士兵不出国就能体会到外作战的感觉，这样训练士兵，能节约大量成本，而超级计算机恰恰能当这个训练系统的服务器用，这就是超级计算机更大的妙用了。

不过想要自己制作一台“超级计算机”需要相当全面的知识。

除了他说的系统加将其变成一个机群，其实也可以用，架设一个刀片式服务器。

自己购买一个机架式机箱，然后插装多个卡式的服务器单元，每一块刀片实际上就是一块主板。它们可以通过硬盘启动自己的操作系统，如、等，类似于一个个独立的电脑，在这种模式下，每一块刀片运行自己的系统，相互之间没有关联。然后你再使用系统软件将这些刀片集合成一个服务器集群。在集群模式下，所有的刀片可以连接起来提供高速的网络环境，并同时共享资源，这样就实现高可用和高密度。而且优点是每块刀片都可以热插拔的，所以，系统可以轻松地进行替换、增减，并且将维护时间减少到最小。