美日竞相发展超级计算机 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：综述

美日竞相发展超级计算机
曲国斌
最近美国思维机器公司宣布，它们研制成功的连接型超级计算机，其计算复杂流体力学数据的速度，比目前世界上计算速度最快的美国“克雷二号”计算机要快四点二倍，处理图象的速度快一千倍。这是美国力图在计算机领域里保持领先地位的信号。
目前，计算机技术已进入每秒能进行几亿到几十亿次运算的超级计算机阶段。超级计算机不仅运算速度快，而且存储容量大。四十年前世界上第一台电子计算机每秒只能进行五千次运算，而“克雷二号”机运算速度每秒可达十七亿次，它所具有的存储能力多达四十亿个字节。这种超级计算机可以在“星球大战”计划、核电站安全运用、飞机设计、气象预报和石油勘探等方面大显身手。发展超级计算机已成为目前美国、日本、法国、英国和苏联等科技发达国家激烈争夺的一个重要目标。
电子计算机技术最先是在美国产生并发展起来的，其研究成果也大都出自美国。美国拥有世界上最强大的电子计算机研究与生产阵容。它的电子计算机产值，占世界电子计算机总产值的百分之八十。迄今世界上拥有的近二百台超级计算机，美国生产的占三分之二，其余为日本生产。美国的超级计算机不仅行销于国内，而且也销售到世界其他国家。
虽然，日本发展超级计算机起步晚于美国，但正急起直追，迎头赶上。据有关材料统计，第一代计算机美国比日本领先四年，第二代领先三年，第三代只领先十八个月，第四代只领先五个月。而在集成电路方面，一九八二年日本制成256K集成电路反比美国领先一年。
早在一九八一年日本政府就向世界宣布了发展新计算机的两项国家计划：一是要研制运算速度比当时计算机快数千倍的超级计算机；二是要研制具有人脑思维功能的人工智能计算机。经过几年的努力，日本于一九八五年底，由日本电气公司研制成功的运算速度每秒为十三亿次的SX—2号超级计算机，其运算速度大大超过了美国当时最快的“塞伯205”超级计算机。特别是一九八六年一月美国一个大学联合体购买一台日本超级计算机以后，美国一个计算机专家说，“在发展超级计算机方面，美国确实面临着前所未有的挑战”。
目前，美日研制超级计算机最值得注意的是运用非诺依曼原理和用新型半导体元件进行研制，以提高速度。
四十年来所有计算机都是根据美籍匈牙利数学家冯·诺依曼设计的原则生产的。诺依曼计算机一次只能依照预定程序串行处理一片数据。而非诺依曼计算机是把若干台微处理机连接在一起，能把一个大问题分解为成千上万个子问题，同时并行处理。美国的连接型超级计算机，就是由六万五千五百三十六个具有独立处理机能的微处理机连接而成。它每秒钟可处理十亿个指令，检索一万六千数据库的关键字只需三十毫秒。据报道，美国正在实验的并行处理机将有一百万个微处理机同时工作。相比之下，日本的并行处理技术和软件系统却不如美国。
但是，日本生产新型半导体元件技术却略胜美一筹。这种技术被认为是研制百万位以上超大规模集成电路的关键。最近，日本富士通公司用砷化镓超晶格薄膜代之制成电路元件，其反应速度已达每秒一万亿次。而美国的砷化镓元件反应速度只有每秒二千三百亿次。日本新型元件的研制成功表明，日本实现性能更高、速度更快的超级计算机已经为期不远。
随着世界高技术的发展，超级计算机的国际市场已日益扩大，美日在发展超级计算机方面的竞争也将愈演愈烈。