(图源：橡树岭国家实验室)
世界大国之间的超级计算机争夺赛已经持续了多年。
6月25日，“超级计算机500强”(TOP500)最新榜单正式发布。
时隔五年，美国超级计算机“Summit”终于超越中国超算神威·太湖之光，重回第一。
常有人疑惑，研发超级计算机到底有什么用?
科学家们会回答，从结束阿片类药物流行到使核聚变成为可能，“Summit”可能帮助研究人员实现各种目标。
科学家们对世界上最快的计算机寄予厚望，这台计算机于6月8日在田纳西州橡树岭国家实验室投入运行。
这台价值2亿美元的水冷怪物，它的面积相当于两个网球场那么大，被称为“Summit(顶峰)”，在作为TOP500榜单基准的高性能Linpack(HPL)基准测试中以122.3 petaflops(每秒12.23亿亿次)的性能问鼎榜首。
这比之前的纪录保持者——中国的神威·太湖之光的速度更快，而且速度如此之快，以至于如果地球上的每一个人的每一个计算都需要一秒，那全球人计算305天的计算量，“Summit”一秒钟内就能完成。
目前外媒已经曝光了Summit所搭载的计算单元，包括NVIDIA Tesla V100计算卡和IBM Power处理器，据悉Summit共有27648块Tesla V100计算卡以及9216颗IBM Power CPU，NV表示这些流处理器通过NVLink进行连接。每一块Nvidia Tesla V100计算卡拥有512颗流处理器，所以Summit一共拥有141557760个CUDA。另外Summit还拥有10PB(10000TB)的系统内存，以及250PB的存储空间。
“Summit”给了美国吹嘘的资本。更重要的是，它为科学家们提供了一个进行研究的新工具，而这项研究在其他超级计算机上几乎是不可能的。
“我的希望是，我们能够吸引世界上最优秀的科学家来解决他们的梦想问题，”橡树岭领导力计算设施(Oak Ridge Leadership Computing Facility)的科学总监杰克•威尔斯(Jack Wells)表示。
“开放人们认为在这个时间框架内不可能实现的场所，在未来5年里解决人们认为还需要20年时间的问题。”
峰会可以通过以下五种方式改变世界:
预测阿片类药物成瘾
该实验室的计算生物学家丹·雅各布森(Dan Jacobson)说，大约10%服用阿片类止痛药的人会陷入上瘾。
他说:“这对我们来说是遗传的问题，否则每个人都会上瘾。”
他和他的团队计划利用Summit公司对60万名退伍军人的基因图谱进行比较，对比临床记录显示他们是否服用了阿片类药物，以及是否成瘾。
雅各布森说，如果阿片类药物成瘾有遗传基础，那很可能是多种基因相互作用的结果。
因此，雅各布森发明了一种计算机代码，将基因映射到一个巨大的网络中，以帮助研究相互作用。
雅各布森说，最终，了解成瘾倾向可以帮助医生在开出阿片类药物之前对病人进行筛查，也可以用来开发治疗成瘾的药物。
推进核聚变技术研发
长期以来，科学家们一直致力于开发核聚变能源，将其作为清洁能源的无限来源。
但是，在核聚变能量成为现实之前，还存在一些技术上的障碍，其中包括找到一种方法来控制核聚变发生的超高温物质——等离子体。
位于法国格勒诺布尔的国际热核聚变反应堆(ITER)是世界上最大的实验核聚变反应堆，其设计目的是利用强大的磁场来控制等离子体。
但是等离子体的边缘是高度湍流的，这使得科学家很难知道等离子体对反应堆壁会产生多少能量。
威尔斯说，现在有了这台Summit，普林斯顿大学的科学家们计划用它来以前所未有的细节来模拟等离子体的行为。
这将有助于确保ITER按照设计进行工作，并加速大型核聚变反应堆的发展。
映射地球内部
另一组科学家，由普林斯顿大学的地球科学家Jeroen Tromp领导，计划利用Summit以前所未有的细节来描绘地球内部——从外部地壳一直到核心。
他们将通过分析4000次地震的地震数据来绘制地图。
此前，科学家使用另一台超级计算机处理1500次地震的地震数据。
这使得他们可以将地球内部的地图绘制到核心的外部边缘，但是Tromp说，Summit应该使地图能够一直延伸到内核。
这将提高科学家对地震和火山爆发的影响的理解，也将帮助勘探者精确定位地下石油和天然气矿床。
揭开星尘的秘密
科学家们早就知道，宇宙中存在的大部分元素——除了氢、氦和锂之外的所有元素——都是在被称为超新星的爆炸恒星中产生的。
但是，制造这些元素的核过程的确切性质却鲜为人知。
利用其他超级计算机，科学家们模拟了这些过程，但一次只能模拟十几种不同类型的原子。
Wells说，Summit应该能够同时模拟数百个元素的过程。这可能导致对宇宙中元素相对丰度的根本性发现。
天文学家还利用超新星发出的光作为宇宙尺度来理解宇宙膨胀的速度。
威尔斯说，对引发这些爆炸的机制有了更好的了解，将使这些测量更加精确。
了解气候变化
气候科学家已经开发出复杂的模型，可以用来预测地球气候的广泛变化。
但是很难准确预测气候变化会如何影响特定区域，部分原因是很难精确地模拟云。云可以阻挡阳光使地球变冷，也可以在大气中吸收热量。
利用Summit，来自美国能源部的研究人员期望能够比以往更精确地模拟云层对气候的影响。
橡树岭计算气候科学家马特·诺曼(Matt Norman)说，这将提高全球气候模拟的准确性，并使对气候变化区域影响的预测更可靠。
“这个特定区域会干涸吗?还是会变得更湿?”他问道，“诸如洪水或风暴之类的极端事件呢? 这类事情很难确定下来，所以这就是我们的目标。”
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