Fugaku超级计算机是什么有哪些应用优势
Fugaku基本信息介绍
我第一次听说Fugaku是在2020年的科技新闻里,那会儿它刚登上全球超算TOP500的榜首，标题里“日本最强超算”几个字特别显眼，后来查资料才知道，这台超级计算机是日本理化学研究所和富士通公司联手搞出来的大项目，从2014年就开始研发，花了六年时间才正式上线，名字“Fugaku”在日语里是“富士山”的意思，听着就很有气势，好像想跟富士山一样成为日本的象征。
刚开始我还以为超算都是那种方方正正、冷冰冰的机器堆，结果看图片发现Fugaku的外观还挺特别，不是集中在一个大机房，而是分成好多小的计算单元，像一个个整齐排列的书架，每个单元里塞满了特制的处理器芯片，听说整个系统用了15万个处理器核心，铺在理化学研究所的机房里，占地面积比两个篮球场还大，工作人员进去都得穿防尘服，跟进手术室似的。
Fugaku核心性能参数
Fugaku的性能数据第一次看的时候我都看懵了,什么“千万亿次浮点运算”，后来问了搞计算机的表哥才搞明白，简单说，它的峰值性能能达到每秒442千万亿次，就是1秒钟能完成442后面加15个零的计算任务，表哥给我打了个比方，要是用咱们平时办公的笔记本电脑算同一个任务，Fugaku算1秒，笔记本得算上几万年，这差距就像自行车跟火箭比速度。
更厉害的是它的能效比,一般超算都是“电老虎”，但Fugaku特别省电，它用的是ARM架构的处理器，这种架构平时在手机、平板里常见，没想到能用到超算上，结果就是它每瓦电力能产出的计算性能比很多同类超算都高，运行的时候机房的电费都能省一大笔，我表哥说，这就像一个饭量小但力气大的运动员，既高效又经济。
Fugaku主要应用场景
Fugaku可不是用来打游戏或者办公的,它干的都是“大事”，最让我印象深的是新冠疫情期间，它帮了大忙，那会儿科学家需要快速分析病毒的蛋白质结构，找潜在的药物靶点，普通电脑算得太慢，Fugaku三天就完成了原本需要几个月的计算，加速了疫苗研发的进程。
我有个在大学搞材料科学的朋友,去年申请用Fugaku做研究，他研究的是新型电池材料，想提高电池的能量密度和充电速度，以前用实验室的普通电脑模拟分子结构，要算三个月，结果Fugaku三天就出结果了，他拿着数据发了论文，还拿了学校的科研奖，见我就夸Fugaku是“科研加速器”。
除了这些,Fugaku还用来预测地震和海啸，日本是多地震国家，它能通过模拟地壳运动，更精准地预测地震发生的时间和强度，给人们争取逃生时间，它还能模拟气候变化，分析全球变暖对海洋、大气的影响，帮科学家制定应对策略，感觉它就像一个全能的科学助手，哪里需要复杂计算，它就去哪里。
Fugaku与同类超算对比优势
现在全球厉害的超算不少,比如美国的Summit、中国的神威太湖之光，Fugaku跟它们比也有自己的绝活，先说说美国的Summit，它的峰值性能比Fugaku高一些，但Summit用的是传统的x86架构处理器，功耗比Fugaku高不少，运行成本就上去了，Fugaku就像一个既有力气又省劲儿的选手，性价比更高。
再对比中国的神威太湖之光,太湖之光的优势是算力集中，适合跑单一的大型科学计算任务，但Fugaku更“全能”，它能同时处理多种不同类型的计算任务，比如一边算地震模拟，一边跑药物研发模型，还能兼顾气候分析，这种通用性让它能服务更多领域的科研团队，不像有些超算只能“单打独斗”。
还有一点,Fugaku特别注重“实用化”，很多超算研发出来后主要用来刷排行榜，实际应用场景不多，但Fugaku从设计之初就瞄准了具体需求，比如防灾、医疗、新材料等，上线没多久就承接了上百个科研项目，真正把算力用到了实处，这一点我觉得特别值得点赞。
Fugaku使用注意事项
想用Fugaku可没那么容易,不是谁都能随便用的，首先得提交项目申请，详细说明你的研究课题是什么，为什么需要这么强的算力，能产生什么科研价值，申请材料要经过日本理化学研究所的专家审核，通过了才能拿到使用权限，跟申请奖学金似的，竞争还挺激烈。
拿到权限后使用也有规矩,不能随便乱传数据，因为很多研究项目涉及机密信息，比如新药配方、地震预测模型等，Fugaku的系统有严格的数据加密和访问控制，每个用户只能看到自己项目的数据，防止信息泄露，我朋友说，他上传数据的时候得输入好几重密码，跟保护银行卡似的。
算力资源是有限的,用Fugaku的时候得合理规划计算任务，不能浪费，比如你申请了100小时的算力，就得在规定时间内完成计算，要是超时或者计算任务没设计好，下次申请可能就会被拒绝，就像图书馆借书，得按时还，不然以后就借不到了。
Fugaku未来发展方向
Fugaku虽然已经很厉害了,但研发团队没闲着，他们正在计划给它升级，听说目标是把峰值性能再翻一倍，达到每秒800千万亿次以上，到时候处理更复杂的科学问题会更轻松，比如模拟整个地球的气候系统，现在可能需要几周，升级后几天就能完成，预测极端天气会更精准。
另一个方向是优化AI计算能力,现在人工智能越来越火，Fugaku以后会加强在机器学习、深度学习方面的性能，比如帮科学家训练更复杂的AI模型，用于自动驾驶、医疗影像分析等领域，我表哥说，以后说不定Fugaku能帮医生通过CT影像更早发现癌症，或者让自动驾驶汽车的决策更快速、更安全。
拓展国际合作,以前Fugaku主要服务日本国内的科研团队，现在开始向全球开放，国外的科学家也能申请使用，比如欧洲的科研机构想用它模拟核聚变反应，美国的大学想研究量子物理，这能让Fugaku的算力发挥更大价值，促进全球科学进步，感觉它就像一个开放的科学平台，让全世界的智慧都能用上它的力量。
常见问题解答
Fugaku是哪个国家的超级计算机啊？
Fugaku是日本的超级计算机，是由日本理化学研究所和富士通公司合作研发的，2020年正式上线运行，刚推出的时候，它还登上了全球超算排行榜的第一名，现在虽然不是榜首了，但在超算领域依然是很厉害的存在，是日本在科技领域的重要成果之一。
Fugaku一秒钟能算多少东西啊？
Fugaku的运算速度超级快，它的峰值性能能达到每秒442千万亿次浮点运算，简单说就是1秒钟能完成442后面加15个零的计算任务，咱们平时用的笔记本电脑要是算这么多任务，得算上几万年，所以它处理复杂的科学问题就像玩一样轻松，速度快得让人不敢相信。
Fugaku主要用来干嘛呀？
Fugaku的用处可多了，都是高大上的科研任务，比如帮科学家预测地震和海啸，通过模拟地壳运动让预测更精准；还能加速新药研发，新冠疫情期间它就快速分析了病毒蛋白质结构；它还用来设计新型材料，像更高效的电池、高温超导材料等，甚至能模拟气候变化，帮我们更好地了解地球环境。
Fugaku和中国的神威太湖之光比哪个强？
Fugaku和中国的神威太湖之光各有各的优势，神威太湖之光的峰值算力更高，适合跑单一的大型科学计算任务；Fugaku的优势在能效比和通用性上，它用ARM架构处理器更省电，每瓦电力产出的算力更高，而且能同时处理多种不同类型的任务，比如一边算地震模拟一边跑药物研发，灵活性更强，就像全能型选手。
Fugaku对我们普通人有啥影响吗？
Fugaku虽然看着离我们很远，但其实和生活关系挺大的，比如它加速新药研发，以后生病可能有更好的药更快上市；精准预测地震海啸，能减少灾害损失，保护我们的安全；优化天气预报，咱们出门看天气更准；甚至帮科学家设计更好的电池材料，以后咱们的手机、电动车电池可能更耐用，充电更快，生活方方面面都能受益。
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