艾級計算機的發展及挑戰

       超級計算機（Super computer），指可以執行通常我的電腦沒法處理的大資料量與高速運算的電腦，其基本組成組件與我的電腦的概念無太大差別，但規格與性能則強大許多，是一種超大型電子計算機。具備很強的計算和處理數據的能力，主要特色表現爲高速度和大容量，配有多種外部和外圍設備及豐富的、高功能的軟件系統。現有的超級計算機運算速度大均可以達到每秒一兆（萬億，非百萬）次以上。而艾級,及百億億次，即1018，因此艾級超級計算機是其運算速度達到1018次這個單位級別的超級計算機。  

       高性能計算機是國家綜合科技實力的集中體現。隨着在科學、工程和社會領域的普遍應用，高性能計算已經成爲理論和實驗以外，人類進行科學探索和工程研究的第三種手段和支柱性的工具。 高性能計算的發展成爲科技生產力進步的重要標誌之一，已成爲世界大國搶佔的戰略制高點。在高性能計算機的發展中，單純追求計算速度並非可持續發展的有效模式，還須要考慮市場因素，包括市場容量以及用戶數，其中很重要的一個因素就是成本。高性能計算機的歷史上有許多犧牲的曾經的「英雄」，如CDC、老Cray公司等都是被高性能計算機商品化淘汰。縱觀高性能計算機發展史，正是一部商品化部件比例不斷提升的歷史。因此單拼速度極可能曇花一現。對於艾級計算機亦是如此，經過一些應用對計算能力的需求分析，只是在一些空氣動力學、計算宇宙學等應用已經須要艾級以上的計算能力，但仍是須要挖掘更多的艾級應用，使其速度與市場達到均衡，這樣才能使艾級超級計算機更具備活力及生存力，其前景也會更光明。 

最新的研究代表，艾級超級計算機的主要面臨四大挑戰：一、能耗挑戰；二、 存儲挑戰；三、併發和局部性挑戰；四、可靠性挑戰。 

         爲應對上述挑戰，美國提出了四項應對措施：一、艾級硬件技術和體系架構的聯合開發和優化二、艾級體系結構和編程模型的聯合開發和優化三、艾級算法、應用、工具和運行時的聯合開發四、艾級系統容錯體系結構的深刻研究。並將研製週期分爲三個階段：系統體系結構探索階段、技術演示階段和可擴展的原型切片階段。 

         2008年美國啓動了一個艾級超級計算機項目，計劃在2018年造出一臺艾級超級計算機，這將是一個艱難的歷程，咱們一塊兒來期待。