超級計算機有什么用

馬俊 劉揚

盡管超級計算機的研制和運營費用越來越高，但美、日等發達國家對此“揮金如土”，毫不吝嗇。那么究竟是什么魔力吸引各國在超算領域持續“燒錢”呢？

左右情報戰攻防

超級計算機的一個主要應用是在情報收集領域，為什么各國都去搶超級計算機的世界第一？因為它代表著對安全防護系統的破解能力。

中科院計算所研究員張云泉形容說：“你的超算能力一旦領先，就意味著你有能力配我家安全門鎖的鑰匙，甚至可以打開我家的任何鎖，我家里所有東西都將處于不設防狀態。”他解釋說，超算能力領先后，對手的安全系統就要全面升級，“我原來能破解64位的密碼，現在一升級，我就能破解128位的。如果不升級安全系統，你的整個密鑰就失效了，我就能強行攻破，拿到你的情報?！?/p>

除了破解能力外，超級計算機還能用于篩選情報。美國國家情報機構的“棱鏡”計劃顯示，美國花巨資收集各國的信息，其中包括普通民眾的海量信息。這意味著需要有巨大的信息處理能力。特別是反恐等情報具有時效性，需要從天文數字的信息里盡快篩選出有價值的情報，這只能依靠超級計算機。

核武器安全離不開超算

張云泉說，對美國而言，超算的作用首先在研制核武器領域。加利福尼亞的利弗莫爾國家實驗室、新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯國家實驗室、圣地亞國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室都參與了利用超級計算機維護美國核武庫安全的工作。由于美國大批核彈頭已經接近服役年限，而囊中羞澀的五角大樓希望延長其服役周期，這就必須通過超級計算機模擬預測這些核武器何時會失效，哪個部件需要更換。

由于《全面禁止核試驗條約》已經生效，是否具備超級計算能力，標志著能不能繼續發展下一代核武器。利用1945年到1992年美國進行的1054次核試驗獲取的數據，美國還通過超級計算機建立核爆炸數學模型，深入了解核爆炸的原理，進而研制新一代核武器。

帶動信息化技術的火車頭

在計算機行業內，超級計算機一直被認為是信息化發展的火車頭。因為很多最先進的信息化技術，包括現在我們用的很多處理器技術、虛擬化技術、量子計算、新的存儲器部件等，都是最早為超算領域服務，之后隨著技術成熟、價格下降，才開始普及，用于服務器、個人電腦乃至手機的。

事實上，現在IT領域概念火熱的云計算和大數據，其計算能力也來自超級計算的基礎和演繹。云計算能同時運行大量的小任務，這些任務之間沒有什么關系，在業內被稱為高吞吐量的計算。大數據主要是做數據挖掘，以圖算法為主。相比之下，超級計算的要求最高，它追求性能，要在最短時間內計算出單個任務。盡管形式不一樣，它們背后都是對計算能力的要求，因此也可稱為廣義超算。

改變未來生活

張云泉認為，過去科學研究主要都是以理論分析、實驗觀察為手段，現在在尖端科研領域，已越來越多地利用計算模擬。他說，2013年諾貝爾獎中物理學獎、化學獎、生物醫學獎3個領域都與超算有關系。

浪潮集團首席科學家王恩東表示，超算的計算結果最終的表現形式可能是重大科研課題的突破，也可能是創新性的產品，或者是制作精美的文化創意作品等等。而這些成果可以為人們帶來更加便捷、科技化的生活，提升老百姓的生活質量。比如，醫學領域使用超級計算機，既可以進行基因的測序，從根本上破解人類生命的“密碼”，從基因修補的角度來避免很多先天性疾病，也可以在幾百萬藥物成分中選擇最合適的配比，進行新藥物的研發。在智能穿戴設備走向普及之后，可以使用超級計算機對每個人的健康情況進行實時的監測，像感冒前兆、過度疲勞等各種很小的癥狀都會獲得及時的提醒。

（作業本摘自《環球時報》2014年6月25日，小黑孩圖）