目前世界上最强大的 7 台超级计算机

超级计算机在科学发现中发挥着至关重要的作用——从帮助我们预测气候变化到发现新药。我们现在已经汇总了地球上最快的速度。

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，而且看起来更像旧的经典大型机。与普通台式电脑或笔记本电脑不同，它们处理大量数据集并以令人难以置信的速度执行计算。据 IBM 称，它们是世界上最快的计算机，需要大量基础设施才能运行，包括先进的冷却系统。

从架构上来说，它们还比普通电脑配备了更多的组件。您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个 CPU 和 GPU — 每一个都比您找到的现成的强大得多。

相关：世界上最大的计算机芯片 WSE-3 将为大型人工智能超级计算机提供动力，速度比当前记录保持者快 8 倍

它们的性能还使用每秒浮点运算数 (FLOPS) 来衡量，其中一个浮点运算是一种数学计算。目前，世界上最强大的超级计算机的运算能力超过 1 exaFLOP——1 万亿次 (1018) FLOPS——而普通 PC 和笔记本电脑的运算能力通常为数百 gigaFLOP——1 万亿 (109) FLOPS。我们将这样的机器称为百亿亿次超级计算机。

由于超级计算机可以处理大量数据并以极快的速度处理计算，因此科学家经常使用超级计算机来解决药物和材料发现中的问题。超级计算机还可以进行预测（例如天气预报），甚至可以学习如何下棋，例如 1997 年 IBM 的经典深蓝超级计算机。

根据最新的 TOP500 排名，以下是当今七台最强大的在线超级计算机。

1。边境

• 地点：橡树岭国家实验室 - 美国田纳西州
• 性能：1,194 petaFLOPS (1.2 exaFLOPS)
• 组件：AMD EPYC 64 核 CPU 和 AMD Instinct MI250X GPU
• 首次上线：2022 年 8 月

目前位居榜首的是超级计算巨头 HPE Cray 打造的 Frontier，于 2022 年上线，成为世界上第一台百亿亿次计算机。科学家最初计划将 Frontier 用于癌症研究、药物发现、核聚变、奇异材料、设计根据 IEEE Spectrum 的说法，超高效发动机和恒星爆炸建模。

据《麻省理工科技评论》报道，未来几年，科学家将使用 Frontier 设计新的运输和医学技术。匹兹堡大学计算天体物理学助理教授埃文·施奈德 (Evan Schneider) 告诉《麻省理工科技评论》，他希望对银河系如何随时间演化进行模拟。

2。极光

• 地点：阿贡国家实验室 - 美国伊利诺伊州
• 性能：585 petaFLOPS (0.59 exaFLOPS)
• 组件：Intel Xeon Max 系列 CPU 和 Intel Data Center Max 系列 GPU
• 首次上线：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。 Aurora 位于阿贡领导计算设施 (ALCF)，成为有史以来第二台百亿亿次超级计算机，ALCF 代表表示它的计算能力有可能达到 2 exaFLOPS，是 Frontier 的两倍。

Aurora 与英特尔和 HPE 合作构建，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、能源存储和核聚变等各个领域创建准确的模型。据 HPCWire 称，聚变尤其是 Aurora 关注的焦点，有一天它可能有助于解开大规模聚变能源的秘密。

3。鹰

• 地点： 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
• 首次上线：2023 年 8 月

微软的 Eagle 超级计算机并非基于实验室，而是基于云，任何人都可以通过 Microsoft Azure 云平台访问它。它是一个分布式系统网络，这些系统共同拥有足够的能力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使用 Eagle。

4。富岳

• 地点：理研计算科学中心 — 日本神户
• 性能： 442 petaFLOPS (0.44 exaFLOPS)
• 组件： A64FX CPU
• 首次上线：2020 年 6 月

Fugaku 曾经是世界上最强大的超级计算机（2020 年 6 月至 2022 年 6 月期间），是该列表中最古老的前五名系统之一。它的名字来源于距离东京约 60 英里（100 公里）的活火山富士山，并在首次登顶 TOP500 排行榜时取代了 Summit 超级计算机（排名第 7）。

多年来，科学家们利用富岳解决了几个关键的研究问题。据《日经亚洲》报道，在 COVID-19 大流行期间，研究人员利用其数字处理能力证实，用无纺布制成的口罩能够更有效地阻挡空气中的呼吸道飞沫。据《日本新闻》报道，Fugaku 目前正在以 ChatGPT 为模型训练日语人工智能大型语言模型。

5。鲁米

• 地点：CSC 数据中心 — 芬兰卡亚尼
• 性能：380 petaFLOPS (0.38 exaFLOPS)
• 组件：AMD 第三代 EPYC 64 核 CPU 和 AMD Instinct MI250X GPU
• 首次上线：2021 年 6 月

LUMI 总部位于芬兰，是欧洲最强大的超级计算机，也是世界第五快的超级计算机。据欧盟 (EU) 官员称，它使用 100% 可再生水力发电，其废热用于为附近的建筑物供暖。它于三年前开始试点运营，并于 2023 年 2 月全面运营。

官员们此前表示，该系统被指定为欧洲各地研究人员可用于协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 QAL 9000 和 Helmi 的系统——均位于芬兰。这种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（由于其未来的潜力受到严重限制）和超级计算机。

6。莱昂纳多

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

Leonardo 是欧盟 EuroHPC 超级计算计划一部分的另一个系统，由三个模块组成，这三个模块结合起来使其成为欧洲第二快的机器。主办该活动的组织 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，并选择了 13 个项目。随后，8月，超级计算机进入生产阶段。

7。峰会

• 地点：橡树岭国家实验室 - 美国田纳西州
• 性能：149 petaFLOPS (0.15 exaFLOPS)
• 组件：IBM POWER9 22 核 CPU 和 Nvidia Tesla V100 GPU
• 首次上线：2018 年 6 月

Summit 是为橡树岭国家实验室使用而开发的，其性能是该机构之前的超级计算机 Titan 的八倍，并且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，除了科学建模之外，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，多年来，超级计算机一直是关键研究的关键。例如，它被用来在 COVID-19 大流行期间筛选数百万种药物，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。