超级计算机

美日之争

两年前,让华盛顿很没面子,日本政府资助的超级计算机击败了美国最强大的计算机.事实上,美国前20名超级计算机联合起来的数字运算速度也赶不上这台名叫“地球模拟器”的日本机器.

一些美国超级计算机的专家早就向华盛顿发出了警告：华府支持的高效计算机就专注于满足五角大楼的核武计划,太狭隘了.美国在软件方面确实实力超强,但是它的超级计算机不是用来解决民用技术科研人员面临的难题,科研因此受到很大的牵制.从日本NEC制造的地球模拟器可以看出,美国在科学计算方面比日本落后多少.

让美国震惊的不是地球模拟器的超凡速度,日本早在1997年就宣扬了这个目标.真正让美国人惊叹的是它的超级效率,尤其是模拟气候趋势和核能发电的时候.

5月12日,美国能源部长宣布了一项复兴计划,将在橡树岭国家实验室建立一个为公开的科技研究怎么写作的超级计算机中心.Cray公司将给中心提供二至三台超级计算机.在这些高大的宠然大物面前,就是地球模拟器也显得相当矮小了.地球模拟器理论上的运算速度可达41teraflop,Cray超级计算机到今年年底可达到40teraflop,2006年初达到100teraflop,2007年达到350teraflop,而且,通过高速网络,橡树岭的超级计算机还可以为远程的使用者怎么写作,这一点是地球模拟器不能比的.

警铃未响

地球模拟器并不是美国面临的唯一威胁,在计算生物学领域――用软件解决从医疗诊断到药物发明等问题――美国也远远落后于日本.2001年,日本的物理化学研究协会Riken制造了一台“特别目的”的超级计算机,用于像模拟蛋白质作用这样高难度的工作.这种被称作“分子动态机器”的计算机的速度高达78teraflop,几乎是“地球模拟器”的两倍.

为什么分子动态机器在2001年的时候没有给华盛顿敲响警钟呢?大多数专家都不重视“特别目的”的计算机,因为它不象常规超级计算机那样应用广泛,或许专家们应该重新审视这个问题.Riken预计2006年可以制造更快的超级计算机,航速1000teraflop,除了可以用来分析复杂的蛋白质结构,还可以在纳米技术中大放光彩：一个原子一个原子地设计物质.

超级意义

人们对高速计算机的要求没有终点,研究自然界就像剥洋葱：每剥掉一层皮后,发现下面的一层皮更难剥.如今,超级计算机已变成科学探索不可缺少的重要工具.在科学领域里,深入的研究不能仅仅依靠传统的理论与实践相结合的方式,模拟将成为“第三条腿”.有些问题用理论解释不通,只有通过模拟才能明白是怎么回事,这个时候超级计算机就派上了大用场.

尽管模拟恒星和生命起源的科学家最需要超级运算能力,但在金融、保险、半导体、电信等行业,超级计算机的应用也相当广泛.事实上,世界前500名超级计算机中大约有一半为企业所拥有.

虽然商用的超级计算机不能解决象预测气候变化这样的“大挑战”,但是它们对开发品质更佳的产品以及加速产品投放市场的步伐意义重大.例如,宝洁就利用超级计算机开发吸收力超强的婴儿尿布.

地球模拟器中心的负责人称地球模拟器的力量“将给每一个领域带来根本变化.”这个中心现在正同日本的汽车制造商紧密合作,利用超级计算机为汽车工程怎么写作以及用于模拟撞击测试.在地球模拟器之前,NEC的小型超级计算机已经增加了日本汽车业的竞争力.这种小型超级计算机最近才在美国出现.例如,许多日本车的噪音比美国小,原因之一是：日本的汽车制造商通常利用超级计算机模拟复杂的空气动力学,让设计人员明白在哪里对车型做出轻微调整就能减小风声.

也许在很大程度上是受到地球模拟器的刺激,美国似乎想重新夺回在超级计算机领域的领先地位.美日之间超级计算机的竞争仍在继续,无论如何,竞争将使科学研究以及各个产业受益.