央广网北京9月1日消息 超级计算机是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑。超级计算机是各国竞相角逐的科技制高点，也是国家综合科技实力的体现。中国的天河一号、天河二号、神威·太湖之光，都曾经登上过Top500（全球最强的500台机器）排行榜的榜首。

超级计算机的“超级”体现在哪些方面？超级计算机跟我们的生活有什么关系吗？中国的超级计算机到底有多强？人工智能计算机都能完成哪些不可思议的工作？

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本期中国工程院院士、清华大学计算机科学与技术系郑纬民教授，通标协数字文化产业联盟专家委委员包冉，和大家一同了解超级计算机的强大能力。

超级计算机“超级”在哪里？

超级计算机是具有强大算力、功能支撑的计算机，能够运行一般电脑难以处理的庞大数据和计算程序。而超级计算机的“超级”主要体现在算力、功能、能耗等方面。

“大”是大家对超级计算机的直观印象。郑纬民院士介绍，超级计算机算力强，功能也很强，与之相伴的体积也不小。超级计算机的机柜就相当于我们大冰柜一样，几十上百个机柜共同组成超级计算机。

超级计算机也需要“超级”散热。数量多且庞大的机柜同时还包括很多存储机柜、IO机柜以及互联网机柜，这么多机器同时在一间房间里运转，它们所需要消耗的能量和散发的热量都超出我们的想象。

郑纬民院士表示，超级计算机的芯片工作得很频繁，工作频率也较高，发热是不可避免的。过去主要采用风扇散热，现在采用的是水冷散热，保证了超级计算机的计算效率。

包冉提到，也正是由于超级计算机的种种特性，现在很多超级计算机集群都偏向于选址在高原、海边、湖边，方便超级计算机机柜的散热。

超级计算机离我们生活有多远？

超级计算机是体现综合国力的一个方面，如此“大国重器”在我们日常生活中其实也有诸多应用。

超级计算机目前广泛应用于天气预测领域，我们平常看《新闻联播》之后的天气预报其实就是由超级计算机的庞大算力在支撑。

郑纬民院士表示，天气预报非常讲究时效性，超级计算机的计算过程非常迅速，高性能能够发挥重要作用。“我们算明天下雨不下雨，普通计算机算得比较慢，一礼拜后才能算出来，那就没用了。”

除了天气预报，超级计算机在电力领域也应用广泛。郑纬民院士表示，电网某一个地方出了问题就会影响全局，因此我们要做一个数字系统，找到哪个地方电气故障、哪个地方发电厂出问题，这都需要算力支持。

天气预报和电力系统都是我们切身能感受到的，超级计算机也在其他我们不能直观感受的领域默默作出贡献。郑纬民院士介绍，超级计算机在生物制药、航空工业等领域发挥作用，例如设计制造飞机，需要超级计算机进行数字风洞的模拟试验。

包冉同时也表示，凡是能利用到大数据和超级复杂的数据模型的领域，其实全都用得到超级计算。例如涉及国家数据安全和用户数据隐私的互联网企业，都和我们生活密切相关。

中国的超级计算机到底有多强？

目前超级计算机水平领先的国家包括美国、中国、日本、欧洲，我们国家已经形成了天河、曙光、神威等系列的超级计算机集群，目前已达到世界先进水平。

中国超级计算机很强，但水平具体强在哪里还需要我们进一步挖掘。郑纬民院士介绍，我们国家天河一号、天河二号、神威·太湖之光这三台机器曾经是Top500里的第一名，也就是说我们国家曾经有三台机器是世界最快的机器。

郑纬民院士提到，还有一个IO500一年举办两次，也是世界超算的重要赛事与排行，“正好上次去参加比赛，我们把所有项目的冠军都拿来了”。

2015年4月9日，美国商务部决定禁止向中国4家国家超级计算机中心出售“至强”（XEON）芯片。在此之后，中国超级计算机的芯片逐步做到了国产替代。郑纬民院士表示：“从芯片开始都自己做的，一直做到天河、曙光、神威三类机器曾经都得过世界第一。”

芯片并不是影响它性能的唯一因素。郑纬民院士提到，芯片是一个最基本的组成部分，但系统结构、软件问题同样至关重要。包冉表示，这恰恰是一个弯道试车和超车的机会，可能我们国产芯片确实比国际上的水平还有差距，但我们做的是一个超级计算集群。

人工智能计算机的“超级大脑”能做到什么？

天河、曙光、神威等系列都属于传统超级计算机，而近几年出现一类叫人工智能计算机的超级计算机，这类超级计算机被专门用来处理人工智能问题。

郑纬民院士介绍，人工智能计算机有三大类应用，第一类是图像检测，第二类是智能决策，第三类是自然语言处理。

人工智能计算机在图像检测领域应用十分广泛。例如我们生活中随处可见的公共摄像头，它们拍摄后的大量图像视频需要人工智能计算机进行处理，包括人脸识别、国家安防、自动驾驶等具体应用，这类应用不需要很大的计算机。

智能决策也是人工智能计算机的重要运用。郑纬民院士提到，几年前的“阿尔法狗”和人下围棋就是智能决策的直观应用。这类应用也不需要很大的计算机，在强化学习方面做得很好，并且也实现了项目落地。

自然语言处理不同于图像检测和智能决策，它需要很大的计算机进行算力支撑。郑纬民院士提到，人工智能计算机在自然语言处理方面很多具体应用，其中包括语言翻译、自动问答、生成文本摘要等，“你给它三句话，它能写出一个50集的电视连续剧”。

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