高速電腦與高速運算技術
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從過去類似大型主機的超級電腦，到今日各國傾全力建造出成千上萬個計算節點所連接的高效能計算(High Performance Computing；HPC)系統，其意義不僅只是爭奪超級電腦的Top500排名)，更可做為氣象預測、汽車設計與碰撞模擬、3D影像動畫處理，甚至軍事上的密碼分析？破解與核爆模擬等應用...
早期超級電腦架構跟大型電腦(Mainframe)類似，是多人共享一個處理器？記憶體運算系統的設計。1970年希穆爾•克雷創立克雷研究(Cray Research)公司，以向量式處理器(Vector Processor)、環形等距線路設計出超級電腦(Super Computer)，甩開新進競爭者廉價的純量處理器架構而睥睨群雄，至今依然是主導超級電腦的霸主。
隨後在80年代，把8？16個以上的電腦系統串連成為叢集化平行運算系統，成為超級電腦的設計主流；隨著處理器走向核心精簡指令化(RISC Core)、製程？時脈？快取記憶體與核心數的提升，高速網路連接等叢集技術的發展，還有分散式運算興起－藉由網際網路將廣大的計算資料、分配給廣大的PC以閒置計算資源運算，像是1999年SETI@HOME、2002年博克萊大學BOINC計畫等的影響下，2000年代，HPC發展導入了網格運算(Grid Computing)、虛擬化(Virtualization)以及雲端運算(Computing)的概念。
2010年代之後，應用於氣象預測、物理模擬與國防用途的超級電腦，其建造上不再走純的單一架構，而是由數千甚至上萬個計算節點的相互連接(叢集平行化)、網路連接化，甚至是異質化架構(CPU+GPU)的配置，使得超級電腦也可以DIY－藉由日後計算節點的替換、升級，逐漸提升其整體運算能量，不必重新建造。
對一般高性能工作站、伺服器用戶而言，添置高效能圖形顯示卡？輔助運算處理器來加速浮點運算來建立一個桌上型HPC系統，甚至由三五好友、網路社群同好串連成群，進行比特幣的挖礦(mining)等分散式運算架構HPC應用。
HPC高效能計算，不再由少數像Cray、IBM、HP等幾家廠商所主導，CPU處理器？GPU圖形晶片供應商，結合機架伺服器、高速網路供應商一同進入、滲透這個市場。
以今日頂級桌上型電腦的處理器計算效能，約跟15年前的超級電腦相當，對英特爾(Intel)、超微(AMD)、甲骨文？昇陽(Oracle/SUN)與輝達(NVIDIA)而言，不僅是要爭奪超級電腦的前500大排名(Top500)以做好行銷宣傳，一部叢集式超級電腦？HPC高效能計算系統，至少要使用到數千顆甚至上萬顆高檔處理器晶片，對於高階利基的伺服器CPU市場可說是業績的大補丸。
HPC？超級電腦的軍備競賽
以3D電影阿凡達(Avatar)來說，每秒浮點運算量高達205TeraFLOPs (TFLOPS)，這是目前頂級Intel Core i7-5960X 8核處理器224GFLOPs尖峰運算量的915倍，因此建造HPC或超級電腦仍有其必要性。在2005年要列入全球前500大超級電腦排名，實測浮點運算能力至少需1.2TeraFLOPS，到2013年6月起門檻已經來到100TFLOPS。目前排名第一的大陸天河2號，其持續浮點運算能力高達33,867TFLOPS。
目前前500大超級電腦中，大陸佔了61個，而美國佔了231個。各國傾國家之力建造出以成千上萬個機架式伺服器？計算節點所連接的高效能計算(High Performance Computing；HPC)系統，不僅只是爭奪500大排名的虛名，更為氣候預測、天體物理模擬、分子模型理化模擬、汽車設計與碰撞模擬、3D影像動畫處理，甚至國防上的密碼分析？破解與可疑人事物的分析，帶來進一步的應用。
2009年10月，由大陸國防科技大學研製的天河一號超級電腦在湖南長沙亮相，經升級後的天河一號二期系統(天河-1A)，在2010年10月創下峰值、持續運算4,700、2,566兆次浮點運算(TeraFLOPs；TFLOPS)的紀錄，擊敗美國橡樹嶺國家實驗室(OAK Ridge Lab)的美洲虎(Jaguar)超級電腦，成為當時世界第一快的超級電腦。
隨後2011年6月，日本超級電腦「京」(K Computer)以每秒8,162TFLOPS的運算速度，把大陸天河一號擠下去拿到超級電腦的速度桂冠。
2011年10月美國橡樹嶺國家實驗室(OAK Lab)宣布的美洲虎超級電腦進行升級計畫，由美國能源部、國家海洋和大氣管理局合資9,700萬美元，委由克雷(Cray)公司操刀，使用18,688顆超微(AMD)16核Opteron 6274處理器，及輝達(NVIDIA) Tesla K20圖形處理器所建造，這部升級過的超級電腦重新命名為泰坦(Titan)。其尖峰、持續效能值是27,112、17,952 TFLOPS，系統功耗為8,209千瓦，在2012年11月？2013年6月重新榮獲全球超級電腦前500強第一的殊榮。後因2013年6月大陸天河2號的出現，目前仍居於第二名。
2013年，由大陸國防科技大學出資一億美元，由浪潮集團來負責建造整合天河一號的後續機種－天河二號(Milkway-2)超級電腦，整套系統安置於國家高速計算中心廣州中心。
天河二號做任務排程管理的前端處理器，採用大陸國防科技大學研製，40奈米製程的4,096顆的FT-1500 16核SPARC V9架構處理器，工作時脈1.8GHz，每顆設計功耗65瓦。
分配端的計算節點達16,000個，每個運算節點由兩顆英特爾(Intel) 22奈米製程、Ivy-Bridge-EX架構的2.2GHz XEON E5-2692 12核處理器，搭配3顆8GB、1.1GHz XEON Phi31S1P協同處理器(57核)所組成，單一計算節點尖峰浮點效能值達1.003TFLOPS，整個天河二號理論尖峰、持續浮點運算效能值達到54,902、33,867TFLOPS，以近兩倍效能把美國的泰坦(Titan)甩到腦後，從2013年6月、11月、2014年6月、11月的Top500排名都是第一，也是至今全球最快的超級電腦。
不過天河二號也引發了大陸關於其功耗、應用以及程式碼撰寫上的質疑聲浪。像是整機功耗高達17,808千瓦，開啟水冷散熱系統後全系統運轉功耗達到2,400萬瓦，相當一個中小型城市的耗電量，也是目前TOP500裡，功耗最大的；非全速運轉模式下一年的電費達1億人民幣，全速運行的話更高達1.5億。
台灣於1991年行政院核准成立國家實驗研究院高速網路與計算中心(National Center for High-Performance Computing；NCHC)，1992年進駐新竹科學園區，1993年正式對外提供高速計算服務。2003年正式轉為財團法人並改為「國研院國網中心」。
目前國網中心新竹本部擁有一台全台灣最大運算能量的超級電腦－御風者(ALPS)，是由宏碁集團所建造，具備尖峰、持續231.9、177.1 TFLOPS計算能力，曾囊獲2011年6月TOP500超級電腦排名第42名，現為排名370名。
IBM因嗅到HPC市場商機，在2013年11月宣布與Google、Mellanox、輝達(NVIDIA)及泰安電腦(TYAN Computer)合組OpenPOWER聯盟，積極開放自家的POWER微處理器架構相關平台技術，並且應用於高階伺服器、網路系統、儲存設備及繪圖╱協同輔助處理器(GPU/CoProcessor)等領域的發展。
在2014年11月，IBM獲得美國能源部(Department of Energy；DoE)的3.25億美元訂單，將為能源部建造開發兩套全球最快的超級電腦－Sierra和Summit，並於2017年完成。前者將安置在美國田納西州橡樹嶺國家實驗室，主要用於民生與科學研究等用途；後者則放置在加州勞倫斯利福摩爾國家實驗室，用於核武器模擬。
兩部超級電腦將以超過 3,400個計算節點，每個節點至少40TFLOPS的浮點運算能力，整體浮點運算值將達到100？150/300PFLOPS，以超越大陸天河2號超級電腦2？6倍的尖峰計算能量為目標，為山姆大叔爭回一些顏面。
