在全球超級計算機TOP500排名中，中國有219臺位列第一。

“ 超級計算機的價值, 除了其對計算機科學本身的貢獻, 更重要的對科研, 金融, 教育, 醫療, 勘探等等一系列事關國計民生的大科學, 大工程中發揮了重要作用. 它以超高效能的分析 ,計算和處理能力, 目前廣泛地應用到社會生活的各個領域, 推動了社會科技和經濟的飛速發展, 也對人類生產和生活方式產生了深遠的影響.。”

上面這段話是我摘過來的，可以看到，其實超級計算機在社會生活的各方各面都有應用。

如果用超級計算機來做渲染應該超級方便，" 咻"的一下就渲染OK了，公司的電腦實在是難受啊 ! ! !

除了“太湖之光”，還有“天河”，我們都可以稱之為“超算”，從名字就可以看出來，“超算”的計算速度是非常快的，這麼快的計算速度，是由什麼決定的呢？是因為計算機的核數決定的，計算機核數越多，平行計算的速度越快（當然，在任務不衝突的前題下）。那麼接下來，大概介紹下這個計算機在第一性原理計算方面的用途！

什麼是第一性原理計算？簡單點來說，根據量子力學，計算原子，電子的薛定諤方程，能夠得到體系的一些基本的物理參量（不是做相關研究，僅僅瞭解一點，可能說的不太準確，還望諒解），計算這個薛定諤方程的時候，會經常沒有解析解，那隻能去求數值解，就是不斷的逼近正確的解，要進行大量的計算才能逼近，這時候超算就有用武之地了，所以很多課題組都會去租用超算的機時，在建立模型的時候，如果有幾十個甚至上百個原子，如果核數不夠，那需要計算的時間是非常久的，所以租用超算，計算速度會大大的提升！

神威太湖之光，可以做什麼，有人說可以用來挖比特幣，你們覺得神威太湖之光，可以幹什麼？說說你的想法

神威有以下特點：

一是全部使用申威1600晶片，搭載神威睿思作業系統，實現軟體和硬體全部中國產化；

二是穩定性較好，測試Linpack 全過程9個多小時無故障；

三是液冷系統高效可靠，冷卻劑在冷板內部的封閉水迴圈帶走主機板熱量，環保且無噪音；

四是高密度封裝，一個機倉可裝入1024個CPU；

五是整機功耗低，效能功耗比高。神威藍光超算效能功耗比超過741MFlops/W，天河1號超算效能功耗比431.7 MFlops/ W。

六是整機效率高。神威藍光超算LINPACK在不同規模下的效率：單處理器核80.28%，單CPU 75.20%，單機艙75.07%，整機74.37%。神威藍光超算整機效率與曾經是美國最快的計算機美洲虎超級計算機效率相當。

　　據統計，“國家超級計算濟南中心”有註冊使用者超過100個，移植最佳化60多道重點應用課題，其中能夠達到上萬核並行規模的應用課題達16個，有應用成果的課題超過15個，系統利用率已超過60%。目前主要面向氣象氣候、海洋環境、生物醫藥、資訊保安、航空航天、材料物理、金融分析、工業設計、石油物探等應用領域。

新一代神威超算

　　無錫市人民政府於2013年就成立了以市長為組長，副市長為副組長的國家超級計算無錫中心建設領導小組，積極籌備新一代神威超算建設。2015年4月，官方成立了無錫恆鼎超級計算中心有限公司作為國家超級計算（無錫）中心的建設和運營主體，56所成立了專案指揮組及總師組負責解決超算建設過程中的技術問題。

　　目前，新一代神威超算主機系統軟體正在除錯中，整機系統設計計劃於2015年年底公佈。新超算總投資18億元，計劃在 2017-2018年建成，運算能力將達到100PFlops，計算性有望衝擊世界第一。

最常用的作用應該是數值模擬了。

什麼叫數值模擬？簡單說，就是用電腦來模擬現實中的一些現象，這樣就可以不用做試驗、省下一大筆錢。

跟我專業比較接近的，一個是FEM（有限元模擬），一個是CFD（計算流體力學）。說的大家能夠聽懂一點兒，前面那個FEM是計算固體的強度的，後面那個是計算氣體的流動情況的。比如說下面第一張圖就是FEM計算汽車變形之後各個部位的受力情況，可以分析出來哪些部位容易壞；再下面一張圖就是CFD計算水泵中流體的流動情況。

為什麼這些東西要用超算來算呢？

比如說有限元模擬計算，其原理就是把一個複雜的物體劃分成無數個小的簡單的單元，來計算這些單元之間的作用最終實現模擬的目的，而這麼多小單元之間的相互作用是非常複雜的，需要強大的計算能力才能夠搞清楚其中的關係。

比如說太湖之光就給天宮一號進行了模擬計算：

基於”神威·太湖之光“超級計算機，對”天宮一號“飛行器兩艙簡化外形（長度10餘米、橫截面直徑近3.5米）隕落飛行（H=65km、62km、Ma=13）繞流狀態大規模並行模擬，使用16，384個處理器在20天內便完成常規需要12個月的計算任務，計算結果與風洞實驗結果吻合較好，為”天宮一號“飛行試驗提供重要資料支援。

再比如說，中國天氣情況的模擬（模擬大氣流動）、分子動力學的模擬（生物化學裡的研究內容）等等，都是可以放到超算中計算的。

除此之外，太湖之光還能夠幹什麼？

除了那些模擬計算之外，超算甚至於可以直接當作普通電腦使用。

比如說我們課題組就會用到北京超算中心的資源，其中有一項功能就很方便，叫做遠端桌面，意思是透過網路直接連線到超算中心，把超算中心當作一臺電腦使用，操作上面的軟體功能。

這樣的好處就是在你只有一臺破電腦的時候，只要你的網路還可以，那麼也可以用上計算效能最好的電腦——甚至於我之前還用手機連線過遠端桌面，可以說是非常方便。

超算能做的事情自然是計算啦。

現在很火的電影《我不是藥神》展示了一類新藥研發的週期漫長和價格昂貴，超算能非常有效地幫助新藥研發。量子力學發展到現在，很多理論模型都很成熟了，因此現在有個叫做量子化學的學科，它的本質是利用量子模型計算不同分子結構的特性，準確性是比較高的。但由於計算需求比較高，動不動就是高階微分方程等等。解這些方程有多難呢，簡單說能手工解出一個，基本具備了進各類研究所的能力。於是超算的效能優勢就凸顯出來了。它可以很快完成對大量分子結構的優選，比如從幾十個可能中確定十幾個結構最有可能，那麼後續開發就快多了，只需要合成這十幾個結構。不用超算，沒日沒夜地幹，要想從大量結構中確定可用的結構時間和費用都是海量的。

還有新材料的研發，一樣也是量子模型的分析，還有大氣環境的模擬分析，還有飛行器結構的驗證等等等等。簡單點現在的晶片設計會有模擬問題，每一個電晶體都有一堆模型引數和方程，現在動不動就是上億個電晶體，還有更多的寄生引數。如果模擬不完全極有可能晶片設計失敗，一次失敗可能就是上千萬上億的損失。

還有城市管理，比如快速處理各種監控影象找出危險人物。還有橋樑道具等建設也需要大量的輔助分析。

因此，如果量子計算機某國率先突破，那麼這個國家的各行各業都將極速發展。當代社會，計算能力是一種基礎能力。

所謂的計算機，最終目的就是用來計算的，計算速度越快，需要的時間就會越短，計算機發展到今天，人類對它的需求已經不僅僅是單純的加減乘除運算了，而是對資料執行和處理的需求，用電腦和手機的人們都知道，手機配置越高，使用起來越流暢越不容易卡頓，配置好的裝置可以執行畫面逼真的大型3D遊戲，配置不好的則吃不消，所以太湖之光的用途可大了，它的業務範圍可以幫助大型設計公司，或者影視公司的後期製作進行圖形和影像的渲染，曾經詹姆斯卡梅隆轟動全球的第一步3D電影阿凡達問世，對裡面精美絕倫畫面的渲染製作，就有天河計算機的功勞，說了這麼多，相信大家對計算機運算速度的意義已經有了全新的認識了吧

當然是用來完成科研、工程專案中繁重的計算任務的。

超級計算機其實並沒有那麼神秘，從字面理解它就是一個性能超級強大的計算機器。你輸出計算條件公式，它就會給你算出結果。和我們平時用的計算器是一個原理，只是效能和規模上有巨大的差異。

我們一般家用的電腦 只有一個cpu，每個cpu大多從雙核到8核不等，以i5 8400 為例子，它是一款六核心六執行緒的電腦的CPU 。而神威太湖之光 則擁有 40960箇中國自主研發的“申威26010”眾核處理器，該眾核處理器採用64位自主申威指令系統，峰值效能為12.5億億次/秒，持續效能為9.3億億次/秒。

舉個例子，作氣象預報就需要用到超算進行大氣計算，在大氣計算的過程中，需要同時考慮的因素很多，對於一個方程式來說，其條件越精細計算時間就會越長，如果用單個cpu核心計算某個複雜的方程式可能需要一天的時間，那個如果用擁有10個cpu核心的計算機計算的話，這樣就可以比單個核心計算 快上10倍。

在科研和工程領域，有許許多多這樣的計算任務，例如原子基本性質的量子力學計算、藥物反應過程的分子動力學模擬、黑洞碰撞的相對論模擬、大氣運動和天氣變化的預測、橋樑設計中的受力計算這些複雜的問題，如果用普通計算機計算的話，可能需要幾天幾個月甚至幾年才能得出結果（參考電影《圖靈》中計算電報的加密密碼），而人的精力是有限的，一般不可能透過這麼長時間的等待，所以我們為了提高工作效率，整合大量cpu核心的超級計算機便產生了