最近冻坏了吧 我们这次天气预报为啥失败了？

记得我们那个叫“天河一号”的超级计算机吗？2010年，速度高达4700万亿次的“天河一号”，首次进入世界超算500强榜首。

第一的位置，咱只坐了一年。2011年，日本超级计算机“京”，超越“天河一号”，运算速度排名全球第一。

再过一年，2012年6月18日，国际超级电脑组织公布的全球超级电脑500强名单中，“天河一号”排名，已经滑到了全球第五。

截止到2019年底，在全球超级计算机500强榜单中，美国超级计算机“顶点”，以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度，蝉联冠军，第二位是美国超算“山脊”。中国超算“神威·太湖之光”和“天河二号”分列三、四位。

在上榜数量上，中国境内有228台超算上榜，蝉联上榜数量第一，美国以117台位列第二。从总算力上看，美国超算占比为37.1%，中国超算占比为32.3%。我们继续扩大超算单台数量上的领先优势，在总算力上与美国的差距进一步缩小。

截至2022年最新，美国橡树岭国家实验室打造的超级计算机“尖端”（Frontier），首次打破E级（Exascale，百亿亿次级）计算瓶颈，进入超算新时代。

超算能干啥？

超级计算机，是大国科技竞争的战略高地。在人工智能、模拟核试验、气象预报、石油勘探、海洋环境模拟、生命科学、航天工程、军工产业等诸多领域发挥着重要作用。这么说吧，在高科技创新和发展之路上，如果缺乏超算能力，就是小米加步枪，对抗飞机加大炮，一点不含糊。

请关注上段话中的一个词：气象预报。

自前天27号开始，一股仅次于1987年11月26日“8711寒潮”的强大冷空气，自北向南，席卷全国。今早的消息，新疆阿勒泰地区7名施工人员因寒潮遇难。

这股强大的冷空气影响的是北半球大部，包括欧美日等发达国家都在每天更新这波寒潮气象信息。从26日开始，我国气象部门每天都在纠正前一天的预报，最晚的一次是今早的大幅修正，修正的结果，更接近日本、美国和欧洲的预报。

为什么我们修正的比较多呢，来看下一幅图。

原来，天气预报背后，是强大的超算能力在支撑。

有部电影，忘了叫啥名字，讲述的是我们第一颗原子弹研制过程的艰辛。剧中有科研工作者拿算盘拨弄的情节，那是真事。那个年代，美国的计算机已经诞生了近20年。

回顾历史，中国超算走出了一条超常规的发展之路。从跟随者，到进入世界超算第一梯队，中国用了二十多年时间。

当今最快的超算，美国的那个“尖端”Frontier（也有译为“边界”的），计算能力是100亿亿次浮点运算，比上一代的P级计算机（PetaFLOPS，每秒一千万亿次浮点运算）运算能力，提升了1000倍。这个阶段，也是我们超算能力发展最快的阶段。

而下一代超算，是相当于E级计算速度1000倍的Z级计算机，成为科学家们奋斗的目标。P级完了是E级，E级完了是Z级。

但是，Z级计算机出现的速度，应该不会特别早，科学家预测，2035年以前不可能实现Z级计算。

这是因为，实现超算的硬件，单个芯片的性能，和系统并行规模，不能无止境地提高、扩大。就是说，会遇到一个屋顶，我们无限接近，但捅不破那个顶。除了硬件设施的顶，主要还是支持系统运行的“经济性”与“稳定性”有个顶。

比如，人类芯片的研发和生产，由100纳米进入7纳米时代，可能10年就干成了，但要实现7纳米跨越至2纳米的产品规模化，或许需要15年，从2纳米到1纳米，20年的发展够不够，都不好说。

说到这，你应该明白我们被卡脖子的芯片产业要实现突破，是一件多么急迫的事。有了芯片，才有处理器，才能组成超算系统。

目前，一台E级计算机造价约6亿美元，重量几百吨，每小时耗电约四五万度，相当于100万台笔记本电脑同时计算。

现在E级计算机能耗大概5千万瓦，Z级机器能耗大约在5亿瓦至10亿瓦之间。就算今后造出了Z级超算，因为能源的密度太高，电网的压力太大，是不是要为一台计算机专门建一座核电站供电，再备用一座，都不好说。

说到这，你也差不多明白了，为啥许多挖矿者，把办公室安在大型电站附近。虚拟货币的诞生，就是N台电脑的高速、不间断运行和计算的结果，计算能力越强，收获越大，当然成本就越高，主要成本就是电费支出。

我们的目标，是在2025年之前，实现10E级超算。同时，美国、欧洲、日本也在争相布局E级超算。

受制于硬件设施与支持系统的瓶颈，超算的发展，脚步在放缓。但绝顶聪明的人类，似乎又找到一条蹊径，量子计算。

这个领域，我们必须走进第一梯队，没有第二个选项。