Question

超级计算机如‘天河2号’等都有哪些具体用途？

千万别说很很含糊像什么石油、地质领域。想具体了解一些作用，能否用通俗点的语言让不是专业的人士也能明白它的用途。上次看新闻，看到淘宝、腾讯等也在用超级计算机，他们这些公司为什么要用到超级计算机啊？不是普通网站服务器就可以了吗？

Answer 1

超级计算机的用途主要是用在一些需要大量计算数据的地方。我所知道的主要是有限元分析，飞行器气动外形设计，还有就是蛋白质方面的研究。这些方面的大型计算动辄几天，整个月，甚至可能好几个月，如果有高速的超级计算机，就能缩减这些时间用来做更多有意义的事情。本来计算机对人最有意义的事情就是通过高速的运算来节省人的时间。
超级计算机不是都像天河一号二号之类的那样额庞然大物的，有的可能只有一个冰箱那么大，没那么神秘的。再说像淘宝这样涉及到每天有大量交易的网站，没个像样点的超级计算机怎么吃得开。。。

Answer 2

肯定是用在航天、军事、之类的一些需要大量计算方面的事情，腾讯那些只是那么说的，不一定是超级计算机。

Answer 3

石油勘探：

石油勘探一般由野外数据采集、地震资料处理、资料解释三个流程组成，承担着找储油构造、定井位的重要任务。由于石油开采过程中钻井费用非常高昂，打一口油井往往要花费几百万甚至上亿元，如果井位定的不准，将会给石油企业和国家造成极大的损失。为了提高石油勘探的准确度，缩短勘探时间，在短时间内找准井位，就需要获得更精确和更丰富的数据，并进行三维计算分析，而这离开了高性能计算机是无法进行的。

在石油勘探领域，超级计算机主要用在盆地模拟、地震资料处理和油藏数值模拟等三大领域。

人们通过汽枪、放炮等人工手段获得原始的震源，由检波器在分布于震源附近的检波点定时收集一系列脉冲信号，从而采集到大量原始的地震波信号。

为了提高处理精度，测线间距越来越小，而采样点则越来越多，导致采集到的数据量也越来越大，有时一个文件就有200～300GB甚至更多。

随后把海量数据输入到超级计算机里，运行帕拉戴姆、CGG、OMEGA、Landmark、GeoEast等地震资料处理软件，经过常规处理以及叠前偏移（一种非常消耗CPU资源的算法）等过程，最终得到一个地震剖面图。然后由经验丰富的地质专家通过解释地震剖面图，得到地层的构造情况，从而为石油和天然气矿藏的识别提供依据。随着计算能力的提高以及物探行业竞争的加剧，客户对处理中心要求的数据处理周期也越来越短；而石油勘探领域的拓展和深入，也导致处理中心会遇到越来越多的复杂地质构造，这就需要更高性能的超级计算机。

计算机药物筛选(virtual drug screening)：

新药研制的核心之一是从大量的化合物样品库中发现有药理活性的化合物。通常从10000个化合物中筛选出有药理活性的化合物不到1个。只有建立庞大的供筛样品库，才能保证新药可以源源不断的开发出来，保证新药研发的可持续发展。国际上大医药公司通常有几十至上百万的化合物实物样品库，可提供自动化的药物筛选。而我国可用于药物筛选的化合物非常缺乏，这严重影响新药发现进程。利用高性能计算机进行虚拟药物筛选是一条崭新的途径。首先通过计算机筛选化合物数据库（一般包括几百到上千万化合物三维结构和药物信息），可使得实际筛选的化合物集中上千倍。

研究内容是以药物作用靶点的三维结构为基础，将三维结构库中的小分子自动对接到受体结合腔中，通过衡量小分子与受体间的相互作用能，选择有利于分子间相互作用的化合物进行深人研究。这个过程需要庞大的计算要求，需要新一代的计算技术予于支撑。

气象分析：

对地面气象站和天上的气象卫星侦察的信息进行集中化数据处理，量化分析，建模分析。由于气象变化迅速，影响因素众多，采集的数据庞大，这需要超级计算机才能进行快速、精准的分析。对于中长期气象预测需要计算的数据量更加庞大。

举例说，2006年，借助高性能运算服务，上海数值天气预报的出炉时间已经由原先的4小时缩短为2小时，水平分辨率从数十公里提高到3公里。超级计算机能够把上海6400平方公里“划分”成700多个方格，而数值预报可以每3小时一次预测出每一个方格内的气温、降水量、风向风速等天气情况，大大提高了上海市气象预报与服务的及时性与准确性。

气象在战争、航天发射、灾害预报与评估等领域影响极大。依靠超级计算机的快速数据处理能力，战时可自立自主的预知全球气象，而不依赖别人，这是打赢一场高技术战争的根本基点。

舰船设计和飞机设计：

理解这两点并不难，因为舰船在海里行驶，和战机在天上飞所用到的知识点都是流体力学知识和大气气动力学分析，这两点都需要计算机建模分析，需要大量的数学运算和优化处理，才能设计出最佳的舰船和最优性能的战机来，超级计算机对这两个方面研究都能派上用场。

密码破解：

这一点在现代战争中用途不大了，因为交战国双方可以随时换密钥，通俗的话就是现在的密钥技术能发展到让你最先进的超级计算机10-15天内不能破解，而在这10-15天内交战国双方可以随时换密钥，这样你理论上永远破解不了敌方的战争密钥了，尤其是量子技术的发展使破解密钥更是难上加难，几乎理论上完全不可能，但是我们研制超级计算机能使我们掌握破解敌方密钥的一种方法，这对敌人多少是一种威慑，所以研制超级计算机能带动军事密钥学的发展。

情报分析：

战时情报的来源是很复杂的，也是多种多样的，如何在各种各样纷繁复杂的情报中，分析出有价值的情报，是一门学问，感兴趣的军事爱好者可以看看情报学分析的专业书籍，他有一套专门的数据处理分析流程和数学建模分析步骤，用超级计算机能保障更快更高更强的完成情报分析任务。

联合作战模拟：

就是用虚拟现实技术搭建起士兵训练模拟计算机系统，什么敌方的地理数据，战机，军舰，坦克性能都量化在用虚拟现实技术展现的计算机环境中，让士兵不出国就能体会到外作战的感觉，这样训练士兵，能节约大量成本，而超级计算机恰恰能当这个训练系统的服务器用，这就是超级计算机更大的妙用了。