超级计算机基于与日常计算机相同的原理工作，但是它们的性能水平要高得多，它们看起来更像是旧的经典大型机。与普通的台式PC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。它们是世界上最快的计算机IBM，并且需要大量的基础设施才能运行 - 包括先进的冷却系统。
从结构上讲，它们还配备了比普通PC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），但是一个超级计算机可能在数千个CPU和GPU上拥有数千个，每个超级计算机都比您在架子上找到的那些功能强得多。
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他们的性能还可以使用每秒浮点操作（FLOPS）来衡量，其中一个浮点操作是数学计算。现在，世界上最强大的超级计算机现在超过1个Exaflop - 1千万亿（1018）拖鞋 - 而普通的PC和笔记本电脑通常具有数百Gigaflops的功率 - 1万亿（109）。我们将这样的机器称为Exascale超级计算机。
因为他们可以使用大量数据和过程计算的速度非常快，所以科学家经常使用超级计算机来破解药物和材料发现问题。超级计算机还可以做出预测（例如预测天气），甚至可以学习如何下棋，例如IBM经典的Deep Blue Super Computer在1997年。
根据最新Top500排名，这是当今在线的七个最强大的超级计算机。
1。船长
- 地点：劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 - 美国加利福尼亚州
- 表现：1,742 Petaflops（1.742 Exaflops）
- 成分：AMD第四代EPYC 24核CPU AMD Instinct MI300A APU
- 首先在线：2024年11月
El Capitan现在是世界的- 以及2024年底上网后，地球上有史以来第三台Exascale机器。
该超级计算机位于劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory），将执行旨在在没有地下测试的情况下保护和确保美国核武器库存的任务。它也用于与国家安全有关的分类任务，包括（AI）和机器学习可用于该任务。它也将解决材料科学和物理学中的问题。
超级计算机最初是由美国能源部委托的，以替代2018年建造的塞拉机器，作为该机器的一部分Coral-2计划。它还具有峰值性能
2。边境
- 地点：橡树岭国家实验室 - 田纳西州，美国
- 表现：1,353 Petaflops（1.4 Exaflops）
- 成分：AMD EPYC 64核CPU和AMD Instinct MI250X GPU
- 首先在线：2022年8月
现在在列表中排名第二，Frontier（由超级计算的巨型HPE Cray建造）成为世界上第一台在2022年在线上网的Exascale计算机。科学家最初计划使用Frontier进行癌症研究，药物发现，核融合，外来材料，设计Supereff Forice Enkines和根据巨大的发动机设计出色的爆炸，IEEE光谱。
据报道，在接下来的几年中，科学家将使用边境设计新的运输和医学技术。麻省理工学院技术评论。埃文·施耐德（Evan Schneider）匹兹堡大学计算天体物理学的助理教授告诉麻省理工学院的评论，他想模拟如何开展模拟随着时间的流逝而发展。
3。Aurora
- 地点：Argonne国家实验室 - 伊利诺伊州，美国
- 表现：1,012 Petaflops（1.0 Exaflops）
- 成分：Intel Xeon Max系列CPU和Intel Data Center Max Series GPU
- 首先在线：2023年6月
列表中最年轻的超级计算机之一可能有一天成为最强大的。 Aurora位于Argonne领导力计算设施（ALCF），成为有史以来第二个Exascale超级计算机，并且ALCF代表说它有可能达到2种计算能力的Exaflop，这是双面边界的。
Aurora与Intel和HPE合作建立，集成了科学工具和分析，进行建模和模拟并运行人工智能（AI）。 Aurora的火力使其能够在各个领域创建准确的模型，包括气候投影，材料科学，能源存储和。尤其是融合是极光的重点HPCWIRE，有一天可能有助于解开大规模融合能的秘诀。
4。鹰
- 地点：Microsoft Azure - 云 /分布式
- 表现：561 Petaflops（0.56 Exaflops）
- 成分：Intel Xeon Platinum 8480C 48C CPU和NVIDIA H100 GPU
- 首先在线：2023年8月
Microsoft的Eagle SuperComputer不在实验室中 - 它基于云，任何人都可以通过Microsoft Azure云平台访问它。这是一个分布式系统网络，共同拥有足够的功率，成为世界上第三快的超级计算机。从理论上讲，鹰可以由任何愿意支付费用的人访问。
5。HPC6
- 地点：绿色数据中心ENI - 意大利的Ferrera Erbognone
- 表现：477.9 Petaflops
- 成分：AMD第三代EPYC 64核CPU AMD Instinct MI250X GPU
- 首先在线：2024年11月
意大利能源公司ENI于2024年11月推出了欧洲最强大的超级计算机。被称为“ HPC6”的超级计算机也是世界上第一个工业使用的超级计算机，也是前五名中的第一个非US系统。绿色数据中心基础设施对基础设施的改进效果提高了近10倍，从70个PETAFLOPS到606 PETAFLOPS的峰值。 HPC6旨在支持研究脱碳工作和能源效率的研究。
超级计算机将研究用于二氧化碳存储的地质和流体动力学，以及开发高性能电池，优化生物燃料供应链，为生物化学扇区的应用开发材料，并在磁性限制融合中模拟等离子体行为。 ENI代表还说，HPC6使用一种新的液体冷却系统，使用“直接”方法消散了96％的热量。
6。富加库
- 地点：瑞肯计算科学中心 - 日本科比
- 表现：442 Petaflops（0.44 Exaflops）
- 成分：A64FX CPU
- 首先在线：2020年6月
曾经是世界上最强大的超级计算机（在2020年6月至2022年6月之间），Fugaku是该列表中最古老的前五名系统之一。它从富吉山（Mount Fuji）接收，这是一个距离东京约60英里（100公里）的活火山，当它首次到达Top500列表的顶部时，它将峰会超级计算机（列表中的第7号）取代。
多年来，科学家们已经使用了富加库（Fugaku）进行了几个关键的研究问题。在19日期间根据研究人员的数量迫切能力来确认用非编织面料制成的面膜更有效地阻止空气呼吸液滴。Nikkei的事情。 Fugaku目前正在培训日本AI大型语言模型，在Chatgpt的模具中，日本新闻报告。
7。阿尔卑斯山
- 地点：瑞士国家超级计算中心 - 瑞士卢加诺
- 表现：270 Petaflops
- 成分：NVIDIA GH200 GRACE HOPPER处理器
- 首先在线：2024年9月
阿尔卑斯山超级计算机于2024年9月开幕，致力于处理现代科学所需的大量数据，并旨在替换瑞士国家超级计算中心（CSC）先前的PIZ Daint SuperComputer。该机器开放供世界各地的研究人员使用。
计算机的基础架构允许其部分处理能力用于特定目的。例如，一个“多功能集群”将致力于瑞士气象和气候学办公室Meteoswiss。另一个将致力于机器学习和AI工作负载。尽管它的核心是CSC，但超级计算机也分布在其他地点，包括洛桑瑞士联邦技术研究所，维林根的Paul Scherrer Institute（PSI）和意大利博洛尼亚的欧洲中等天气预报（ECMWF）数据中心。
8。空间
- 地点：CSC数据中心-Kajaani，芬兰
- 表现：380 Petaflops（0.38 Exaflops）
- 成分：AMD第三代EPYC 64核CPU和AMD Instinct MI250X GPU
- 首先在线：2021年6月
卢米（Lumi）总部位于芬兰，曾经是欧洲最强大的超级计算机，现在是世界上第八名。它使用100％可再生能源欧盟（欧盟）官员，其废热用于温暖附近的建筑物。它开始运行三年前的飞行员行动，并于2023年2月开始全面运营。
该系统被指定为欧洲研究人员可以用于协作研究的超级计算机，该系统已针对基于AI的工作负载进行了优化，官员有以前说过。 Lumi还用作量子计算机的“合作伙伴”，即两个称为QAL 9000和Helmi的系统，均位于芬兰。这种量子古典计算合作伙伴关系旨在为研究人员提供最佳的当前（根据未来的潜力受到严重限制）和超级计算机。
9。伦纳多
- 地点：电影院数据中心 - 意大利博洛尼亚
- 表现：239 Petaflops（0.23 Exaflops）
- 成分：英特尔Xeon Platinum 8358 32核CPU和NVIDIA A100 GPU
- 首先在线：2022年11月
莱昂纳多（Leonardo）是欧盟EuroHPC超级计算计划一部分的另一个系统，包括三个模块，它们结合起来，使其成为欧洲第二快的机器。主持它的组织电影院，是意大利大学，公共研究中心和政府机构的财团。
超级计算机于2023年5月进入了其生产阶段，在此期间提交了80个项目，并选择了13个项目。然后，在八月，超级计算机进入其生产阶段。