Apa yang boleh dilakukan oleh komputer berprestasi tinggi

Apa yang boleh anda lakukan: 1. Simulasi berangka neutrino kosmik dan jirim gelap untuk mendedahkan proses evolusi alam semesta atau anda juga boleh mensimulasikan proses masa dan mempercepatkan proses simulasi untuk memodelkan evolusi jasad angkasa; dan eksperimen Teori. 2. Mewujudkan model matematik letupan nuklear, memahami dengan mendalam prinsip-prinsip letupan nuklear, dan melayani pembangunan senjata nuklear generasi baharu atau meramalkan bila senjata nuklear akan gagal dan bahagian mana yang perlu diganti; 3. Mensimulasikan dan memerhati pergerakan awan dengan tepat untuk mencapai simulasi iklim dan ramalan cuaca. 4. Simulasi gempa bumi untuk membantu manusia meneroka kaedah ramalan gempa bumi, dengan itu mengurangkan risiko yang berkaitan dengan gempa bumi.

Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 7, komputer Dell G3.

Komputer berprestasi tinggi (HPC, juga dikenali sebagai superkomputer) digunakan terutamanya untuk menyelesaikan masalah mencabar yang tidak dapat diselesaikan oleh komputer lain Ia biasanya merujuk kepada komputer dengan kelajuan pengkomputeran yang sangat pantas, kapasiti storan yang besar dan sangat jalur lebar komunikasi yang tinggi. Pengkomputeran berprestasi tinggi dianggap sebagai "mahkota" sains komputer dan kejuruteraan, dan negara telah kerap melancarkan rancangan penyelidikan dan pembangunan di peringkat kebangsaan sejak beberapa tahun kebelakangan ini.

Komputer berprestasi tinggi ialah komputer dengan fungsi paling berkuasa, kelajuan pengkomputeran terpantas, dan kapasiti storan terbesar kebanyakannya digunakan dalam bidang teknologi tinggi negara dan penyelidikan teknologi termaju kekuatan penyelidikan saintifik sesebuah negara Ia mempunyai kesan yang besar terhadap keselamatan Negara, pembangunan ekonomi dan sosial adalah penting. Ia adalah simbol penting tahap pembangunan saintifik dan teknologi negara serta kekuatan negara yang menyeluruh.

Komputer berprestasi tinggi ialah komputer yang boleh melakukan sejumlah besar data dan operasi berkelajuan tinggi yang tidak dapat dikendalikan oleh komputer peribadi biasa. Komponen asasnya tidak jauh berbeza dengan konsep komputer peribadi, tetapi spesifikasi dan prestasinya jauh lebih berkuasa Ia adalah komputer elektronik yang sangat besar. Ia mempunyai keupayaan pengkomputeran dan pemprosesan data yang kuat. Ciri utamanya ialah berkelajuan tinggi dan kapasiti yang besar. Kebanyakan superkomputer sedia ada boleh beroperasi pada kelajuan lebih daripada satu tera masa sesaat.

Sebagai elemen pembangunan teknologi tinggi, komputer berprestasi tinggi telah lama menjadi alat yang kompetitif untuk ekonomi dan pertahanan negara di seluruh dunia. Selepas berdekad-dekad usaha tanpa henti oleh pekerja saintifik dan teknologi China, tahap pembangunan komputer berprestasi tinggi China telah meningkat dengan ketara, menjadi negara pembangunan dan pengeluaran komputer berprestasi tinggi ketiga terbesar selepas Amerika Syarikat dan Jepun. China kini mempunyai 22 superkomputer (19 di tanah besar China, 1 di Hong Kong, dan 2 di Taiwan), menduduki tempat kedua di dunia Ia mendahului dunia dari segi pemilikan dan kelajuan pengkomputeran Dengan kepantasan superkomputer. ia juga semakin digunakan dalam industri, penyelidikan saintifik dan bidang akademik. Bagaimanapun, dari segi bidang aplikasi komputer berprestasi tinggi, masih terdapat jurang yang besar antara China dengan negara maju seperti Amerika Syarikat dan Jerman. Pembangunan komputer berprestasi tinggi China dan aplikasinya menyediakan asas dan jaminan yang kukuh untuk China menjadi kuasa teknologi.

Penggunaan komputer berprestasi tinggi

1

Pasukan antarabangsa simulasi berangka neutrino kosmik, diketuai oleh saintis China, berjaya menyelesaikan simulasi berangka neutrino kosmik dan jirim gelap dengan 30 trilion zarah pada sistem superkomputer "Tianhe-2", mendedahkan Proses evolusi panjang 13.7 bilion tahun sejak Big Bang 16 juta tahun kemudian. Neutrino adalah salah satu jenis zarah yang paling asas dalam alam semula jadi. Mereka tidak dikenakan sebarang bayaran dan bertindak dengan cepat. Pada masa ini, jisim mutlak neutrino tidak boleh diukur melalui eksperimen fizikal dan pemerhatian kosmologi. Neutrino boleh menghalang pembentukan galaksi dan struktur berskala besar di alam semesta awal. Yang terakhir ini boleh diukur secara tidak langsung melalui simulasi berangka kosmologi berskala besar untuk mendapatkan maklumat jisim neutrino. Simulasi berangka kosmologi berskala besar sedemikian mesti bergantung pada superkomputer dengan keupayaan pengkomputeran dan penyimpanan yang berkuasa.

Ia juga mungkin untuk mensimulasikan proses masa dan mempercepatkan proses simulasi untuk memodelkan dan menjalankan eksperimen teori tentang evolusi jasad angkasa.

2. Simulasi ujian nuklear

500 superkomputer teratas ialah Titan dan Sequoia di Amerika Syarikat. Mereka bergabung dengan Jabatan Tenaga A.S. di Oak Ridge National Laboratory dan Lawrence Livermore National Laboratory. Aplikasi superkomputer berdasarkannya melibatkan pembangunan dan penyelenggaraan keselamatan senjata nuklear. Berdasarkan data 1,054 ujian nuklear A.S. dari 1945 hingga 1992, superkomputer digunakan untuk mewujudkan model matematik letupan nuklear, yang memberikan pemahaman yang mendalam tentang prinsip letupan nuklear dan melayani pembangunan senjata nuklear generasi baru; sejumlah besar senjata nuklear menghampiri penghujung hayat perkhidmatan mereka, simulasi superkomputer boleh digunakan untuk meramalkan bila ia akan gagal dan bahagian mana yang perlu diganti.

3. Simulasi iklim dan ramalan cuaca

Aplikasi superkomputer ini memenangi China Gordon Bell Prize dan dipanggil "Simulasi Resolusi Awan Bukan Statik Global". Projek ini berorientasikan kepada penyelidikan iklim dan meteorologi. Ramalan cuaca memerlukan pemprosesan masa nyata, penyimpanan, pertanyaan, analisis dan statistik data meteorologi besar-besaran. Ia akan mengambil masa ratusan tahun untuk mengira dengan komputer biasa. Contohnya, hujan berkait rapat dengan pergerakan awan. Pergerakan awan boleh disimulasikan dengan tepat dan diperhatikan menggunakan superkomputer. Apabila kelajuan pengkomputeran superkomputer meningkat, ketepatan pemerhatian terus berkurangan. Jika kita boleh "menandai" setiap awan pada masa hadapan, ramalan cuaca adalah baik.

4. Simulasi gempa bumi

Superkomputer boleh mensimulasikan gempa bumi. Ia mensimulasikan pergerakan kerak bumi dengan mengira perubahan tegasan dalam strata yang berbeza. Sebagai contoh, saintis China dan Jerman menggunakan Tianhe-2 untuk mensimulasikan perambatan gelombang seismik sebenar dan menghasilkan semula proses perambatan gelombang seismik Rand pada gempa bumi Rand 1992 di California, Amerika Syarikat, menyediakan cara baharu untuk mengkaji mekanisme penjanaan dan perambatan gelombang seismik dan ramalan gempa bumi.

Simulasi gempa bumi boleh membantu manusia meneroka kaedah ramalan gempa bumi, dengan itu mengurangkan risiko yang berkaitan dengan gempa bumi.

5. Penerokaan minyak

Superkomputer juga boleh mengira di mana telaga minyak perlu digerudi. Pada masa ini, penerokaan seismik adalah cara penting untuk meneroka sumber minyak dan gas sebelum penggerudian. Apa yang dipanggil penerokaan seismik adalah untuk menggunakan perbezaan keanjalan dan perbezaan ketumpatan media bawah tanah untuk memerhati dan menganalisis tindak balas bumi terhadap gelombang seismik teruja buatan, membuat kesimpulan sifat dan bentuk strata bawah tanah, dan dengan itu menentukan taburan minyak dan gas yang tepat. . Proses ini memerlukan pengiraan intensif dan simulasi data besar-besaran, dan hasil pengiraan perlu ditukar kepada imej tiga dimensi intuitif, jadi ia mesti dicapai dengan bantuan komputer berprestasi tinggi.

6. Ramalan bahaya Tsunami

Saintis Jepun menggunakan superkomputer "Beijing" untuk mewujudkan model simulasi tsunami dan berjaya meramalkan kerosakan tsunami selepas gempa bumi . Hasil kajian menunjukkan sekiranya berlaku gempa bumi di Prefektur Miyagi, kawasan banjir di Bandar Sendai boleh diramalkan dalam masa 10 minit. Jika teknologi ini dipromosikan, ia akan meningkatkan ketepatan amaran tsunami dan membimbing penduduk untuk berpindah dengan lebih berkesan. Simulasi bencana tsunami memerlukan masa yang banyak dan mengambil masa yang lama, menyukarkan untuk melakukan analisis bencana masa nyata. Semasa gempa bumi "3.11" di Jepun, ketinggian gelombang tsunami yang diramalkan adalah lebih rendah daripada ketinggian sebenar.

7. Perubatan ketepatan

Perubatan ketepatan ialah rawatan dan rawatan perubatan yang disesuaikan untuk setiap orang Ia bukan sahaja bidang perubatan, tetapi juga berkaitan dengan pengkomputeran kuasa. Perbezaan genetik menentukan perbezaan individu. Terdapat 3 bilion pasangan asas dalam genom seseorang menunggu saintis menganalisis, dengan mengambil kira maklumat seperti tabiat hidup manusia dan persekitaran luaran. Tetapi ini tidak mencukupi. Kami memerlukan data genetik daripada sekurang-kurangnya berjuta-juta orang untuk membentuk pangkalan data supaya kami boleh menganalisis hubungan antara perbezaan genetik dan pelbagai masalah kesihatan dan dengan itu "merawat" orang. Semua ini memerlukan kuasa pengkomputeran yang ketara untuk diproses.

8. Pembangunan dadah

Dengan bantuan superkomputer "京", saintis berjaya membangunkan ubat anti-kanser baharu. Para penyelidik menumpukan penyelidikan mereka pada protein yang memainkan peranan penting dalam percambahan sel kanser, dan menggunakan protein istimewa ini sebagai satu kejayaan untuk menggunakan simulasi superkomputer untuk mengira bahan kimia yang boleh menghalang pembiakan sel kanser dengan berkesan. Secara umum, pengiraan pengikatan protein khusus sel kanser ini kepada ubat yang berpotensi berkesan dan kesannya terhadap air badan adalah sangat kompleks, memerlukan eksperimen simulasi yang tepat dengan bantuan superkomputer.

9. Simulasi aliran darah

Jumlah panjang saluran darah manusia ialah 100,000 hingga 160,000 kilometer. Tanpa superkomputer, hampir mustahil untuk mensimulasikan aliran darah dalam saluran darah dalam masa nyata. Para saintis AS telah berjaya mereplikasi keseluruhan sistem arteri manusia menggunakan superkomputer. Mana-mana arteri yang lebih besar daripada diameter 1 mm muncul dalam model 3D dengan resolusi 9 mikron. Para saintis China juga menggunakan "Taihu Divine Power Lantern" untuk mensimulasikan dan menganalisis aliran darah manusia. Ini dengan segera dan berkesan boleh menentukan sama ada seseorang itu berisiko mengalami infarksi serebrum tanpa meletakkan alat pengukur di dalam saluran darah. Selain mensimulasikan aliran darah, superkomputer juga boleh memodelkan jantung, otak dan bahagian badan yang lain.

10. Industri Pengangkutan

Superkomputer boleh digunakan untuk memahami dan menambah baik aerodinamik, penggunaan bahan api, reka bentuk struktur dan mengelakkan perlanggaran kenderaan seperti kereta, kapal terbang atau kapal, dan membantu menambah baik Keselesaan penghuni, pengurangan hingar, dsb., semuanya mempunyai potensi manfaat ekonomi dan keselamatan.

Atas ialah kandungan terperinci Apa yang boleh dilakukan oleh komputer berprestasi tinggi. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!