超级计算机有什么用

马俊 刘扬

尽管超级计算机的研制和运营费用越来越高，但美、日等发达国家对此“挥金如土”，毫不吝啬。那么究竟是什么魔力吸引各国在超算领域持续“烧钱”呢？

左右情报战攻防

超级计算机的一个主要应用是在情报收集领域，为什么各国都去抢超级计算机的世界第一？因为它代表着对安全防护系统的破解能力。

中科院计算所研究员张云泉形容说：“你的超算能力一旦领先，就意味着你有能力配我家安全门锁的钥匙，甚至可以打开我家的任何锁，我家里所有东西都将处于不设防状态。”他解释说，超算能力领先后，对手的安全系统就要全面升级，“我原来能破解64位的密码，现在一升级，我就能破解128位的。如果不升级安全系统，你的整个密钥就失效了，我就能强行攻破，拿到你的情报。”

除了破解能力外，超级计算机还能用于筛选情报。美国国家情报机构的“棱镜”计划显示，美国花巨资收集各国的信息，其中包括普通民众的海量信息。这意味着需要有巨大的信息处理能力。特别是反恐等情报具有时效性，需要从天文数字的信息里尽快筛选出有价值的情报，这只能依靠超级计算机。

核武器安全离不开超算

张云泉说，对美国而言，超算的作用首先在研制核武器领域。加利福尼亚的利弗莫尔国家实验室、新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯国家实验室、圣地亚国家实验室、橡树岭国家实验室都参与了利用超级计算机维护美国核武库安全的工作。由于美国大批核弹头已经接近服役年限，而囊中羞涩的五角大楼希望延长其服役周期，这就必须通过超级计算机模拟预测这些核武器何时会失效，哪个部件需要更换。

由于《全面禁止核试验条约》已经生效，是否具备超级计算能力，标志着能不能继续发展下一代核武器。利用1945年到1992年美国进行的1054次核试验获取的数据，美国还通过超级计算机建立核爆炸数学模型，深入了解核爆炸的原理，进而研制新一代核武器。

带动信息化技术的火车头

在计算机行业内，超级计算机一直被认为是信息化发展的火车头。因为很多最先进的信息化技术，包括现在我们用的很多处理器技术、虚拟化技术、量子计算、新的存储器部件等，都是最早为超算领域服务，之后随着技术成熟、价格下降，才开始普及，用于服务器、个人电脑乃至手机的。

事实上，现在IT领域概念火热的云计算和大数据，其计算能力也来自超级计算的基础和演绎。云计算能同时运行大量的小任务，这些任务之间没有什么关系，在业内被称为高吞吐量的计算。大数据主要是做数据挖掘，以图算法为主。相比之下，超级计算的要求最高，它追求性能，要在最短时间内计算出单个任务。尽管形式不一样，它们背后都是对计算能力的要求，因此也可称为广义超算。

改变未来生活

张云泉认为，过去科学研究主要都是以理论分析、实验观察为手段，现在在尖端科研领域，已越来越多地利用计算模拟。他说，2013年诺贝尔奖中物理学奖、化学奖、生物医学奖3个领域都与超算有关系。

浪潮集团首席科学家王恩东表示，超算的计算结果最终的表现形式可能是重大科研课题的突破，也可能是创新性的产品，或者是制作精美的文化创意作品等等。而这些成果可以为人们带来更加便捷、科技化的生活，提升老百姓的生活质量。比如，医学领域使用超级计算机，既可以进行基因的测序，从根本上破解人类生命的“密码”，从基因修补的角度来避免很多先天性疾病，也可以在几百万药物成分中选择最合适的配比，进行新药物的研发。在智能穿戴设备走向普及之后，可以使用超级计算机对每个人的健康情况进行实时的监测，像感冒前兆、过度疲劳等各种很小的症状都会获得及时的提醒。

（作业本摘自《环球时报》2014年6月25日，小黑孩图）