㈠ 什麼是超級計算機是哪個國家發明的 叫什麼名字 它的運算速度是多少
什麼是超級電腦呢？按照美國傳統詞典的解釋，它是一種主機
電腦，是在一定時期內可以得到的一種最大的、運行速度最快 的、功能最強的電腦。超級電腦可以進行高速度和大存儲量的 計算。
*超速運算*
超級電腦的速度有多快呢？德國曼海姆大學、美國的田納西大 學和美國能源部的勞倫斯-伯克利實驗室的專家指出，目前全 球速度名列前茅的五百部超級電腦中，速度最慢的，每秒鍾能 運算將近兩千億次。而在速度最快的一批電腦中，有47台每秒 鍾運算次數超過了一萬億次。其中的冠軍是日本研製的超級電 腦，名叫「地球模擬器」，每秒能進行的浮點運算次數接近36 萬億次。 這還剛剛達到了理論速度極限的87%，也就是說，可 能還有增加的潛力。
不過運算次數接近36萬億次，是個理論上的數字。而在實際應 用中呢，往往比理論數字要低一些。「地球模擬器」中心的負 責人說，這座超級電腦在運行一套氣象模型軟體的時候，速度 超過每秒26萬億次。在超級電腦領域，是「強中更有強中 手」的，是「江山代有才人出，各領風騷沒幾年」的。最 近，IBM，也就是國際商用機器公司，獲得了為美國能源部制 造兩台最快速的超級電腦的合同。這兩台電腦將把目前的世界 冠軍遠遠拋在後邊。這就是說，超級電腦將變得更加超 級。IBM的專家納爾遜說：「比起現狀來，這將是一大飛 躍。」
*IBM新秀*
IBM 的這兩台新機器，一台叫「藍色基因」，計算速度可以 達到每秒鍾360萬億次。另一台叫ASCI 紫色，運算速度每秒鍾 100萬億次。這分別是現有的最快的超級電腦的將近3倍到十 倍。而兩部電腦合起來，每秒鍾能聯合運算四百六十萬億次。 數據處理能力相當於目前世界上五百部功能最強大的超級電腦 的總和的一倍半。
這些速度是個什麼概念呢？讓我們拿個人電腦來比一比。說，現在最快的個人電腦每秒鍾能處理10億條指 令，而超級電腦的浮點運算要比這復雜得多。 IBM 表示，未 來的「藍色基因」超級電腦處理信息的速度相當於普通家用電 腦的四十萬倍。IBM網際網路技術和戰略部的負責人納爾遜說： 「一些科學家說，這是有史以來第一次，電腦有了和人腦一樣 的對信息進行粗處理的能力。」
*深藍下棋*
超級電腦的用途是什麼呢？可以從事模型處理，一些大公司用 它來開發產品和檢驗產品的應用。一些政府機構用它來進行大 規模試驗、計算和研究。例如現有的一台IBM超級電腦叫「白 色」，它的運算速度是每秒7.2萬億次，它用於模擬核爆炸和 宇宙的形成、從事飛行器設計、葯物合成等。超級電腦可以用 於觀察氣象、預測天氣。這個工作涉及的因素很多，用超級電 腦來估算比較容易算準。而預測地震呢，所需要的計算就更復 雜了，即使是現在最快的超級電腦「地球模擬器」也做不 到。「地球模擬器」中心的負責人說，他希望，下一代 的「地球模擬器」能預測地震。
超級電腦還有個用途是監視那些從外太空飛向地球的物體，看 看它們到底是隕石、太空船、掉落的人造衛星還是UFO，也就 是，不明飛行物。夏威夷的一個高性能電腦中心有一台IBM超 級電腦就是干這個的。它能迅速的把太空望遠鏡拍下的模糊影 像轉換為清晰的移動圖像，以便美國空軍看出那究竟是什麼東 西。這個超級電腦每秒能運算4800億次，比IBM超級電腦「深 藍」要快上將近40倍。「深藍」曾經在1997年和國際像棋大 師卡斯帕羅夫下棋，下贏了。
IBM計劃建造的兩台功能最強大的超級電腦將用於模擬核武器 試驗以及從事其它科學研究。IM從明年開始在北加州的利弗 莫爾國家實驗室安裝這兩台機器，估計2005 年完工。電腦實 驗室科研人員不等完工就將部份的使用「ASCI 紫色」電腦。 美國能源部將用它來模擬核武器爆炸，而不用進行地下核試 爆。
*核武模擬*
利弗莫爾國家實驗室核武器項目負責人、物理學家布魯斯-古 德溫說：「ASCI紫色」機是核武器物理學家十分盼望的機 器。長期以來，他們夢想進行逼真的氫彈爆炸立體模擬，新電 腦讓科學家如願以償。這樣的模擬，需要超級電腦分秒不停的 連續運算兩個月。科學家們通過模擬解決核武器老化等問題， 改進並設計新武器。
另一台超級電腦「藍色基因」可以儲存相當於十億部書的信 息，可以模擬各種物理現像，預測材料的性能、烈性炸葯 的「行為」以及地球大氣層和污染源之間的相互作用等等，可 以用於氣象研究，例如颶風預報，以及生物學的DNA 分 析。IBM的專家納爾遜說：「這些機器能從事氣象、核武 器、DNA分子等各方面的，比過去先進得多的模型建造。」
關於IBM計劃製造的這兩台超級電腦之間的區別，物理學家古 德溫說：「藍色基因」有如超音速戰斗機，速度快但功能比較 少，而「ASCI 紫色」象是747客機，功能更多，但是飛行速 度比較慢。
*硬體結構*
在硬體結構方面，超級電腦的機身，往往不是一個，而是一 群；所佔的地方，往往不是一點，而是一片。有不少超級電 腦是龐然大物。例如[ASCI 紫色]電腦重一百九十七噸，體積 相當於兩百個電冰箱的大小；裡面有二百五十多公里長的光纖 和銅制的電纜，具有超強的存儲功能。
微處理器，或者叫微處理晶元，相當於電腦的大腦。現在， 單個的晶元的速度遠遠達不到超級電腦的運算速度，那麼超級 電腦的速度從何而來呢？是通過聯合使用大量晶元而創造的。 有些超級電腦乾脆就是由一大批個人電腦組成的電腦群。這采 用的是「螞蟻雄兵」的戰略。 IBM公司超級電腦部門的副總 裁戴維·圖瑞克表示，超級電腦其實是一組組的電腦經由軟體 結合起來，步調一致，能象一台電腦一樣的運作。
一台個人電腦一般有一兩個微處理晶元，相比之下，超級電 腦「白色」使用了8000多個處理器，協同動作。而NEC，也 就是日本電氣公司研製的「地球模擬器」呢，採用了常見的平 行架構，使用了5000多個處理器。「藍色基因」將使用十三 萬個IBM 最先進的Power5 微處理器。[ASCI 紫色]電腦使用大 約一萬兩千六百個IBM 新型晶元，
微處理器那麼多，難免有的處理器會失靈。IBM的專家納爾遜 說，新的電腦系統將能自動繞過失靈的部件。納爾遜說： 「最大的挑戰是，製造一台可以自己管理自己的電腦。我們必 須研製出可以監督每個芯 片健康狀況的軟體。在出現問題的 時候，可以通過備用晶元或者叫候補晶元來完成任務，而不必 關機更換晶元卡。」
*信息傳送*
除了處理信息的速度問題，還有信息的傳送速度問題。 也就 是說，需要有足夠的信息及時傳過來以便讓處理器來處理，否 則處理器就會停工待料。如果超級電腦不能很快地從記憶里提 取數據，那麼超速處理的能力也就沒用了。田納西大學的超級 電腦專家唐加拉說，發展『快速提取』來支持『高速運 作』，是IBM面臨的一個挑戰。唐加拉說： 「這個挑戰是， 要在電腦內設立一個網路，讓所有的數據快速溝通，從而使處 理器工作的時候不必等待。目前，製造高性能電腦的關鍵障礙 在於解決數據傳輸的瓶頸問題。」
*光導技術*
未來的超級電腦會採用什麼新技術來更上一層樓呢？IBM 的超 級電腦部門負責人納爾遜說，光學技術，也就是利用玻璃纖維 而不是用金屬導線來傳遞信號，能夠提高處理速度。納爾遜 說： 「這實際上是下一代的超級電腦了。這意味著，使用光 學信號交換器和光學網路把超級電腦的各個部件連接到一起， 可以使整個系統的效率提高十倍，甚至一百倍。」
*造價昂貴*
名列前茅的超級電腦的造價如何呢？最近IBM 和美國能源部簽 訂的製造超級電腦的合同，價值兩億九千萬美元。而NEC 的「地球模擬器」，造價是4億美元。為什麼美國的兩台更先 進的超級電腦的造價，比日本的這一台超級電腦還要低呢？這 是因為日本的超級電腦使用的處理器是專門為超級電腦設計 的，所以比較貴。而美國的超級電腦使用的處理器是能在商業 上通用的，能大批量生產的，因此比較便宜。所以，今年4 月，當NEC從美國手中奪走超級電腦冠軍稱號之後，有的美國 學者不甘示弱，強調在評比超級電腦的時候不能只看運算速 度，更要看工作效率和性能價格比。
*IBM領先*
今日之世界，哪個國家使用和製造超級電腦最多呢？是美國。 根據德國曼海姆大學、美國的田納西大學和聯邦能源部的專家 在十一月中旬公布的關於全球頭五百部超級電腦的聯合報告， 這些電腦有46% 置在美國，有91%美國製造的。如果單論技術 性能，NEC的「地球模擬器」暫時技壓群雄。而若論商業市 場，則是IBM遙遙領先。今年8月，信息產業的評級機構IDC 發表了「全球高性能運算市場營收報告」。報告顯示，在全球 使用超級電腦的公司機構中，IBM產品占的份額最多，名列第 二的是新惠普公司。此外，NEC、美國的升陽公司和克雷公司 也這一領域競爭。
*國家資助*
為什麼美國在超級電腦領域領先呢？除了美國科技發達，人才 濟濟和財力雄厚的因素之外，幾十年來美國的核武器研究也帶 動了超級電腦工業的發展。最先進超級電腦的第一台經常被國 家武器實驗室購買。冷戰期間在內華達州進行的核試驗取消 後，核武器研究人員對電腦功能的需求更迫切了。美國的超級 電腦有許多安裝在國家實驗室。世界上功能排名第二和第三的 [惠普公司]的ASCI Q 電腦都在阿拉莫國家實驗室，排名第四 的「 ASCI 白色」超級電腦在利弗莫爾國家實驗室。
*排行效應*
和個人電腦相比，超級電腦的市場非常小。那麼，為什麼象 IBM 這樣的公司這么賣力氣來研製超級電腦呢？伯克利國家能 源實驗室計算中心負責人霍斯特說：登上五百大超級電腦的排 行榜首，就象獲得奧林匹克金牌；不少公司用這份名單來影響 他們的顧客。田納西大學的唐加拉說： 「這些公司是在用這 樣的研究工作來幫助他們的技術發展。」唐加拉說： 「這也 是改良產品的途徑。這些尖端技術會滲透到我們的日常用品 中。」
BM 期待把用於兩台超級電腦的Power5 晶元，從明年起用於商 業用的電腦伺服器，隨後用於台式電腦，還可能用於電子游戲 機。IBM 希望晶元的商業應用換來利潤回報。
㈡ IBM藍色基因的配置也就是世界上最厲害的超級電腦
藍色基因採用IBM PowerPC嵌入式處理器、嵌入式DRAM和系統晶元技術，並整合所有系統功能，其中包括計算處理器、通訊處理器、三層高速緩存，在單一ASIC上有著復雜路徑的多重高速互聯網路。因為處理器時鍾周期相比之下速度較為緩慢，因此就時鍾周期而言，內存近似於處理器。這對減少耗電量來說是一項優點，還能將1024個計算節點(內含2顆 PowerPC嵌入式處理器)放在單一機架內進行密集封裝。藍色基因可以擴充到65,536個計算節點(共計131,072顆處理器)，其峰值速度可達到 367萬億次浮點運算速度，除了成本效益，還有低耗電、冷卻效果好及節省佔地面積等特色。 藍色基因是由下列組件構成:每計算節點2個處理器，每計算卡上有2個計算節點、每節點板上有16 張計算卡、每機架有32個節點板、機架由上下兩部分組成，中間有2個中間平面。 每個處理器在每個周期中可以執行4次浮點運算。依照在藍色基因上所執行應用程序性質的不同，程序設計人員可以選擇在單一運算節點上同時採用兩個處理器進行運算，或是以一個處理器專門處理通信。除了這些運算節點外，藍色基因系統還提供了可彈性決定使用數量的雙處理器I/O(輸入/輸出)節點，這些節點可以處理運算節點和其它系統間的通訊。 藍色基因的計算節點是通過5種網路來互相連接，這5種網路分別是:1個3D圓環面網路，用在計算節點間以點對點的方式傳輸信息;1個總體集合網路，用於整個應用中的總體運行;1個總體障礙和中斷網路;1個千兆乙太網，用來控制機器;還有另1個千兆乙太網，用來連接到其它系統。3D 圓環面網路讓每個節點都能和最近的6個相鄰節點以低延遲時間、高帶寬互連，3D圓環面網路還支持一般的點對點通訊。圓環面網路在使用區域通訊的應用程序上特別有效。總體集合網路對提高平常使用的MPI總體通訊架構的速度相當有用。而總體障礙網路能夠迅速地同步化系統內所有處理器的狀態。 藍色基因還需要一個服務節點，在這個節點上系統管理員可以管理儲存資料用的文件伺服器。藍色基因還能管理復雜的前端節點，在這些前端節點上終端用戶可以編譯資料並發出工作指令。藍色基因包含了多種設計創新，可以擴展到之前無法到達的性能水平，而且還能將客戶系統的耗電量、散熱量和可用的佔用空間限制在合理范圍內。
㈢ 什麼是納米超級電腦
納米技術不但能使傳統的微加工技術達到更高的程度，同時這項技術本身正試圖以一種與以往不同的方法來製造電子元件。傳統的製造方法都在努力把大的東西做小，而納米技術卻要從底部出發，即由極小的分子元件組裝成大的器件。這種由小到大的方法被認為是未來的發展方向，下面就讓我們看看納米技術是如何打造超級電腦的。
分子計算機
現代的電子計算機是根據二進制的原理製造的，就是說計算機內所有的數據指令都是以二進製表達的。
什麼是二進制呢？我們通常使用的計數方式是十進制，用的是0～9這10個數字來表示數的大小，而二進制只用0和1這兩個數字來表示數。大家知道這個就可以了，以後有機會還可以學到更多關於二進制的問題。二進制數用在計算機中進行加減乘除的運算非常方便。一個晶體管可以用兩種狀態，即打開和關閉，用打開狀態代表1，用關閉狀態代表0。分子中的化學鍵也可以有鏈接和斷開兩種狀態。可不可以利用分子中化學鍵的開和關製造分子大小的開關，進而製造計算機呢？
美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的科學家就發明了一種新型分子開關，使分子計算機又向前邁進了一步。這一發明被選為「2000年世界十大科技進展」之一。
據報道，這種分子開關非常的細，以一種叫套環烴的物質為基礎製成。它包括銜接在一起的兩個小環，每個小環由原子連接而成。這兩個小環以互鎖的方式銜接，類似於一小段鏈條。每個小環上都有兩個叫做「識別位置」的結構，它們能夠相互發生電化學作用。
現有的計算機基於二進位制，以晶體管的開和關狀態來表示二進制的0和1。分子開關則有特殊的開和關狀態。當一個電脈沖通過套環烴分子時，其中一個環失去一個電子並繞另一個環轉動，這時分子開關處於「開」狀態。失去電於的環重新得到原來的電子，則使開關處於「關」狀態。套環烴開關能夠反復被打開和關閉，且能在常溫和固態下工作。實現分子開關的「開」和「關」狀態，相當於製造出了用於電子計算機的最簡單的邏輯門。邏輯門是現有計算機中央處理器工作的基礎。
接下來，科學家們還需要研製出合適的導線，以將分子開關連接起來，並通過整體設計將其開發成計算機元件。他們認為納米碳管有可能是理想的導線材料。
領導該項研究的科學家詹姆斯·希斯認為，將來的分子晶元有可能可以做到只有塵埃或沙粒那麼大。由這種晶元製成的計算機有可能被編織到衣服里。
2印1年7月，一群惠普公司和洛杉磯加州大學的研究人員在報告中說，他們已成功製造了厚度僅相當於一粒分子的初步電路邏輯閘。而目前，其他小組如耶魯大學和里斯大學的研究者們也准備宣布他們已成功製造了這種分子電路的其他基本計算部件。據他們說：他們已邁出重要的一步，超過了惠普和洛杉磯加州大學的研究者們。
在7月份的示範中，那個分子閘可移人「開」或「關」的位置，但不能返回原位。但是耶魯和里斯大學的研究小組說，他們能夠控制分子閘的開關，這是表述0和1的必要步驟。惠普實驗室的科學家說他們在製造寬度少於12個原子的傳導電線組中邁出了重要的一步，這是把分子開關連結起來的決定性步驟，有朝一日，它可使電腦的運算速度比現在快許多倍。
據悉，某些在高度保密環境下工作的實驗室，正在其他方面取得進展。其中一個實驗室正在研製一種分子裝置，它可儲存隨機存取數據。
如果成功製造出分子記憶裝置，將來只需花費幾美元費用，就可獲得巨大的貯存容量。一項近期可實施的應用方式，可能是把整部具有數碼影碟質量的電影，儲存在一個比普遍半導體晶元還小很多的空間里。在2～5年內，將會看到具有實用功效並投入運作的電路。
分子計算機運行所需的電力比現有計算機大大減少，這將使它的功效達到目前硅晶元計算機的百萬倍。而且，分子計算機能夠安全保存大量數據，使用它的用戶可不必進行文件刪除工作也可保持可用空間。此外，分子計算機還有希望免受計算機病毒、系統崩潰和碰撞等故障的影響。
光子計算機
1990年，美國的貝爾實驗室推出了一台由激光器、透鏡、反射鏡等組成的電腦。這就是光子計算機的雛形。光子計算機又叫光腦。電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的，而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列來對信息進行處理的。與電腦相似的是，光腦也靠產生一系列邏輯操作來處理和解決問題。
電腦的功率取決於其組成部件的運行速度和排列密度，光子在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速，為每秒30萬千米，是宇宙中最快的速度，激光束對信息的處理速度可達現有半導體硅器件的1000倍。光子不像電子那樣需要在導線中傳播，即使在光線相交時，它們之間也不會相互影響，並且在不滿足干涉的條件下也互不幹涉。光束的這種互不幹涉的特性，使得光腦能夠在極小的空間內開辟很多平行的信息通道，密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡，其通過能力超過全球現有電話電纜的許多倍。貝爾實驗室研製成功的光學轉換器，在印刷字母O中可以裝入2000個信息通道。因此，電子工程師們早就設想在電腦中使用光子了。
光腦的許多關鍵技術，如光存儲技術、光互聯技術、光電子集成電路等目前都已獲得突破。光腦的應用將使信息技術發展產生飛躍。
生物計算機
電腦的性能是由元件與元件之間電流啟閉的開關速度來決定的。科學家發現，蛋白質有開關特性，用蛋白質分子做元件製成的集成電路，稱為生物晶元。使用生物晶元的計算機稱為生物計算機。已經研製出利用蛋白質團來製造的開關裝置有：合成蛋白質晶元、遺傳生成晶元、紅血素晶元等。
用蛋白質製造的電腦晶元，在1平方微米面積上可容納數億個電路。因為它的一個存儲點只有一個分子大小，所以存儲容量可達到普通電腦的10億倍。蛋白質構成的集成電路大小隻相當於矽片集成電路的10萬分之一，而且運轉速度更快，只有10～11秒，大大超過人腦的思維速度；生物電腦元件的密度比大腦神經元的密度高100萬倍，傳遞信息速度也比人腦思維速度快。
生物晶元傳遞信息時阻抗小，耗能低，而且具有生物的特點，具有自我組織和自我修復的功能。它可以與人體及人腦結合起來，聽從人腦指揮，從人體中吸收營養。把生物晶元植入人的腦內，可以使盲人復明，使人腦的記憶力成千上萬倍地提高；若是植入血管中，則可以監視人體內的化學變化，可以預防各種疾病的發生。
美國已研究出可以用於生物電腦的分子電路，它由有機物質的分子組成，只有現代電腦電路的千分之一大小。
生物電子技術是巧妙地將生物技術與電子技術融合在一起而產生的一種新技術。它利用微電子技術及生物技術，使DNA分子之間可以在某種酶的作用下瞬間完成生物化學反應，從一種基因代碼變成另一種基因代碼。反應前的基因代碼可作為輸入數據，反應後的基因代碼可以作為運算結果。如果控製得當，那麼就可以利用這種過程製成一種新型電腦。DNA電腦運算速度快，它幾天的運算量就相當於目前世界上所有計算機問世以來的總運算量。此外，它的存儲容量非常大，超過目前所有計算機的存儲容量。再有，DNA電腦所耗的能量極低，只有一台普通電腦的十億分之一。
生物電腦是人們多年來的期望。有了它可以實現現有電腦無法實現的模糊推理功能和神經網路運算功能，是智能計算機的突破口之一。一些科學家認為，這種新型電腦將很快就能取得實質性進展。
量子計算機
2000年，IBM公司宣布研製出利用5個原子作為處理器和存儲器的量子計算機，即量子電腦。
按摩爾定律，電腦處理器正在變得越來越小，其功能則正在變得越來越強。但是，目前的處理器製造方式預料會在今後10年左右達到極限。現在使用的平版印刷技術無法製造出分子大小的微器件，這促使研究人員嘗試利用基因鏈或通過開發其他微型技術來製造電腦。
量子計算機是一種基於原子所具有的神秘量子物理特性的裝置，這些特性使得原子能夠通過相互作用起到電腦處理器和存儲器的作用。量子計算機的基本元件就是原子和分子。IBM的這台量子計算機被認為是朝著具有超高速運算能力的新一代計算裝置邁出的新的一步。它可以用於諸如資料庫超高速搜索等方面，還可以用於密碼技術上，即密碼的編制和破譯。IBM公司利用這台量子電腦樣機解決了密碼技術中的一個典型的數學問題，即求解函數的周期。它可以一次性地解決這一問題的任何例題，而常規電腦需要重復數次才能解決這樣的問題。
微電子技術面臨挑戰，但傳統的製造業在挑戰面前並不氣餒，仍在不斷地探索解決問題的新途徑。美國電話電報公司的貝爾研究室於1988年研製成功了隧道三極體。這種新型電子器件的基本原理是在兩個半導體之間形成一層很薄的絕緣體，其厚度為1～10納米之間，此時電子會有一定的概率穿越絕緣層。這就是量子隧道效應。一層超薄的絕緣層好像是大山底下的一條隧道，電子可以順利地從山的這邊穿到山的那邊。由於巧妙地應用了量子隧道效應，所以器件的尺寸比目前的集成電路小100倍，而運算速度提高1000倍，功率損耗只有傳統晶體管的千分之一。顯然，體積小，速度快，功耗低的嶄新器件，對超越集成電路的物理限制具有重大意義。隨著研究工作的深入發展，近年科學家已研製成功單電子晶體管，只要控制單個電子就可以完成特定的功能。
在過去短短幾十年中，硅晶元走過一條高速成長之路。30納米晶體管技術將使硅晶元可以容納4億個晶體鋒。但這種增長不可能永遠持續下去。因為，硅晶元將很快走向終結。誰會成為傳統的硅晶元電腦的終結者？目前科學家看好光電腦、生物電腦和量子電腦，其中又以量子電腦呼聲最高。
光電腦利用光子取代電子進行運算和存儲，它用不同波長的光代表不同數據，可快速完成復雜計算。然而要想製造光電腦，需要開發出可用一條光束控制另一條光束變化的光學晶體管。現有的光學晶體管龐大而笨拙，用其製造台式電腦，將有一輛汽車那麼大，因此，光電腦短期內進入實用階段很難。
DNA（脫氧核糖核酸）電腦是美國南加州大學阿德勒曼博士1994年提出的奇思妙想，他提出通過控制DNA分子間的生化反應來完成運算。
DNA是生物遺傳的物質基礎，它通過4種核苷酸的排列組合存儲生物遺傳信息。將運算信息排列於DNA上，並通過特定DNA片段之間的相互作用來得出運算結果，是DNA計算機工作的主要原理。
網德勒曼教授是DNA計算機研究領域的先驅。他於1994年在實驗中演示，DNA計算機可以解決著名的「推銷員問題」，首次論證了這種計算技術的可行性。「推銷員問題」用數學語言來說，是求得在7個城市間尋找最短的路線，這一問題相對簡單，心算就可以給出答案。
但這次阿德勒曼教授用DNA計算機演示的新問題難度就大多了，靠人腦的計算能力基本無法處理，這個問題可以形象化地表述如下：假設你走進一個有100萬輛汽車的車行，想買一輛稱心的車。你向銷售員提出了一大堆條件，如「想買一輛4座和自動檔的」，「敞篷和天藍色的」，「寶馬車」等等，加起來多達24項。在整個車行中，能滿足你所有條件的車只有一輛。從理論上說，銷售員必須一輛輛費勁地找。傳統的電子計算機採用的就是這種串列計算的辦法來求解。
阿德勒曼等設計的DNA計算機則對這一問題進行了並行處理。他們首先利用DNA片段編碼了100萬種可能的答案，然後將其逐一通過不同容器，每個容器都放入了代表24個限制條件之一的DNA。每通過一個容器，滿足特定限制條件的DNA分子經反應後被留下，並進入下一個容器繼續接受其他限制條件的檢驗，不滿足的則被排除出去。
從解決這個問題的過程中可以看出，理論上，DNA計算機的運算策略和速度將優於傳統的電子計算機。阿德勒曼教授說，雖然他們的新實驗進一步提高了DNA計算機模型的運算能力，但總的來說，DNA計算機錯誤率還是太高；要真正超越電子計算機，還需要在DNA大分子操縱技術等方面有大的突破。而且目前流行的DNA計算技術都必須將DNA溶於試管液體中。這種電腦由一堆裝著有機液體的試管組成，神奇歸神奇，卻也很笨拙。這一問題得不到解決，DNA電腦在可以預見的未來將難以取代硅晶元電腦。與前兩者相比，量子電腦前景似乎更為光明。一些科學家預言，量子電腦將從新一代電腦研製熱潮中脫穎而出。
中國科技大學量子電腦研究專家也提出了與此類似的觀點，將量子形容為一種「玄而又玄」的東西，提出了一個比喻：如果一隻老鼠准備繞過一隻貓，根據經典物理理論，它要麼從左邊、要麼從右邊穿過。而根據量子理論，它可以同時從貓的左邊和右邊穿過。量子這種常人難以理解的特性使得具有5000個量子位的量子電腦，可在約30秒內解決傳統超級電腦要100億年才能解決的大數因子分解問題。由於意識到量子電腦問世後將對電腦及網路安全構成巨大沖擊，美國科研機構正在密切關注量子電腦的進展。不少國家從國家利益出發，正在量子電腦研究領域展開激烈的角逐。
以日本為例，日本郵政省於2000年決定增加量子信息技術的研究投入，預計到2010年將達到400億日元。按照日本郵政省的預計，量子信息技術將在2030午步人實用化階段。2000年，量子電腦研究捷報頻傳。先是中國科學院知識創新工程開放實驗室成功研製出4個量子位的演示用量子電腦。之後，美國IBM公司又推出5個量子位的演示用量子電腦。印度科學家也在緊鑼密鼓地開展此項研究，印度國家研究所的科學家說，量子電腦將於2005年問世。在美國加州理工學院，科學家們甚至已經在從事量子網際網路的研究。
量子電腦雖然威力無比，妙不可言，但要真正為人類造福還需耐心期待。由於量子電腦的原理與構造和傳統計算機截然不同，科學家的研製工作幾乎是從零開始，十分艱難。而量子電腦運行時所需的絕對低溫、原子測控等苛刻條件更使這種「魔法」般玄妙的神物目前不可能像個人電腦機一樣走人尋常百姓家。但人們也不必失望，幾十年以後，當量子電腦走出實驗室，真正可以實際應用時，普通人完全可以通過互聯網訪問遠程的量子主機，指揮它於這於那，共享這項神奇的發明。
可以預料，雖然量子電腦距離實用化還有很長的一段路要走，但它取代硅晶元電腦可能只是時間問題。
㈣ 中國第一台可計算數千億萬次的計算機叫什麼名稱
「天河一號」是中國首台千萬億次超級計算機。
曾計劃從2010年9月開始進行系統調試與測試，並分步提交用戶使用。2010年11月14日，國際TOP500組織在網站上公布了最新全球超級計算機前500強排行榜，中國首台千萬億次超級計算機系統「天河一號」排名全球第一。其後2011年才被日本超級計算機「京」超越。2012年6月18日，國際超級電腦組織公布的全球超級電腦500強名單中，「天河一號」排名全球第五。
天河一號於2010年投入使用後，在航天、天氣預報、氣候預報和海洋環境模仿方面均取得了顯著成就。中國將採用超級計算機技術監控霧霾天氣。
2015年8月13日，受8·12天津濱海新區爆炸事故影響，天河一號所在的國家超級計算天津中心樓房受損，正常運行的天河一號為保證安全人工關機。2015年8月17日，經4天多的人工斷電後，於17日下午，位於國家超級計算天津中心的「天河一號」超級計算機通電測試後正式恢復運行。
㈤ 如何配置超級計算機
把各種部件連成一台完整的超級電腦的方法如下：
1.首先要確定硬體部件和所需要的資源
需要一個頭節點（head node），至少一打的計算節點（compute node），一台乙太網交換機，一個電源分配單元（power distribution unit）和一個伺服器機架。計算一下電力消耗，冷卻需求和佔地需求。同樣，你需要確定你的私有網路的IP地址段，節點的命名，預計使用的軟體包以及搭建 服務集群所用的技術（後面會有更多解釋）。
2.建立計算節點
需要自己組裝計算節點，或者你也可以使用預配置的伺服器。
●選擇一款能夠最大化空間、冷卻和能源消耗效率的機架式伺服器；
●或者，可以使用一打左右閑置的過時伺服器——它們集合在一起工作的性能要比它們獨立運行時的總和還多，而且還能省你一大筆錢！整個系統的處理器、網路適配器、主板應該是同一型號的，這樣才能達到最佳運行效能。當然了，還要給每個節點配內存和硬碟，並且至少給頭節點配一台光碟機。
3.將伺服器裝在機架上
安裝的時候從下面開始，這樣可以避免機架頭重腳輕。你可能會需要朋友的幫助才能完成這件事——這么多的伺服器將非常的重，把它們放到機架的滑軌上會非常困難。
4.在機架頂端安裝乙太網交換機
現在來配置交換機：允許9000位元組的大的幀，將IP地址設置為你在第一步裡面確定的靜態地址，關閉例如SMTP嗅探這樣不必要的路由協議。
5.安裝能源分配單元
根據目前你的節點的最大需求，可能220V就能滿足你的高性能計算需求了。
6. 一切都安裝妥當之後，就可以開始配置環節了
Linux是高性能計算集群（HPC Cluster）操作系統的事實標准，這不僅因為Linux是科學計算的理想環境，也是由於在數以百計甚至千計的節點上安裝的時候，Linux不會產生任何花費。設想一下，在如此多的節點上安裝Windows會花掉你多少錢呢？
●從更新主板BIOS的固件開始，將所有節點的BIOS固件都更新至最新的版本；
●在每個節點上都安裝好你喜歡的Linux發行版，頭節點需要安裝隊圖形界面的支持。比較流行的選擇，包括CentOS、OpenSuse、Scientific Linux、RedHat以及SLES；
●使用Rocks Cluster Distribution來搭建計算集群。除了它已經安裝好計算集群需要使用的所有工具外，Rock還提供了一種通過PXE和RedHat的「Kick Start」來進行批量部署的方案。
7. 安裝消息傳送界面、資源管理器以及其他必須的庫
如果上一步里你沒有選擇Rock做為你的節點的操作系統，那麼現在你需要手動設置並行計算機制所必需的軟體。
●首先，你需要一個便攜的bash管理系統，例如Torque Resource Manager，這些軟體允許你劃分以及分配計算任務；
●如果安裝了Torque Resource Manager，那麼你還需要Maui Cluster Scheler來完成設置；
●其次，需要安裝消息傳送界面（message passing interface），用來在不同的計算節點的進程之間共享數據。
最後，不要忘了用多線程的數學庫及編譯器來編寫計算任務。
8.將所有的計算節點接入網路
頭節點負責將任務分配到計算節點，計算節點再把結果返回回來，節點間的消息傳遞也是如此，所以當然是越快越好了。
●使用私有網路將集群中的所有節點互聯起來；
●頭節點其實還充當區域網里的NFS、PXE、DHCP以及NTP伺服器；
●將該網路從公網中分離出來，這樣可以保證該網路中的廣播報文不會影響到其他的網路；
9.對集群進行測試
在你把你強大的Top500計算集群交付給客戶之前，你還要測試一下它的性能。HPL（High Performance Lynpack）評測軟體包是測試集群的計算速度的常見選擇。你需要從源代碼編譯它，編譯的時候根據你選擇的架構，打開所有可能的優化選項。
㈥ 人有靈魂嗎
我不相信有靈魂，，
電腦要求開起。在進入自己的程序。如果程序設好。那在有電的情況下。一台超級電腦可做所有事。不用人在滑鼠啊鍵上做事。
就像人活著一樣大腦可控一切。超級電腦在有電的時候也是可控一切的。。
不過你有這想法很不錯可以去研究下的。。到底有沒。
㈦ 電視上廣告的那個超級電腦真的有那麼好么
廣告里，有誇張、比喻等手法來表現。所以看是否是真的，我認為主要看你消費者的辨別能力了。