目前，高性能计算机越来越多的用于工业制造、科学研究、国防建设、航空航天等领域，其强大的信息处理能力逐渐成为国家实力的象征，而每年两次的TOP500排行榜已经成为衡量高性能计算水平的事实标准，同时也帮助我们了解高性能计算的发展现状与趋势。
计算能力持续提高
高性能计算机所拥有的处理内核数目已经达到10万数量级，在2011年下半年的高性能计算TOP500榜单中，处理内核数目超过10万个的就有17台大型高性能计算机，位列前十位的大型高性能计算机的处理内核数量均在10万个以上。排在榜首的日本“京”计算机(K computer)配备了88128颗富士通SPARC64VIIIfx2.0GHz八核处理器，处理内核总量高达705024个，在Linpack基准测试中峰值达到了10.51千万亿次/秒。排在第二位的天河-1A使用了6144个CPU和5120个GPU，处理内核总数186368个，峰值速度为2.566千万亿次/秒。安装在橡树岭美国国家实验室的Cray XT5系统美洲豹(Cray Jaguar)位列第三，内核数224162个，峰值速度为1.75千万亿次/秒。
目前，高性能计算中普遍使用四核以上处理器，并且处理器本身也在不断提高性能，加之机群架构技术走向成熟，计算能力逐年提高。TOP500中总的计算能力已经从1993年的1.17万亿次/秒(Tflop/s)增长到2011年的74.2千万亿次/秒(Pflop/s)，平均计算能力从1993年的4亿次/秒增长到2011年的50.9万亿次/秒。
机群架构占据80%%以上的市场份额
随着网络的快速发展以及Linux在服务器上的应用，机群时代随之到来，X86处理器在服务器市场的异军突起也为机群架构带来了新的发展动力。从2008年11月以来，TOP500排行榜的机群架构始终占据着80%%以上的份额，高性能计算中机群的这一优势在未来几年仍将持续。
Linux操作系统继续发挥重要作用
一直以来，Linux操作系统备受高性能计算的青睐，占据着大部分的市场份额，这一格局在未来一到三年内仍不会有太大变化。在2011年11月的TOP500排行榜中，使用Linux操作系统的超级计算机有457台，占91.4%%，使用Unix操作系统的有30台，使用混合系统的有11台，使用Windows操作系统与BSD Based的各一台。
InfiniBand技术前景看好
虽然千兆以太网仍是最流行的内部互联技术，但InfiniBand在高性能计算领域的应用正在连年扩大，主要用于服务器与服务器、服务器和存储设备以及服务器和网络设备之间的通信。其性能已经超越了千兆以太网，目前连接速度高达28.7PFlops，是千兆以太网14.2PFlops的两倍。InfiniBand技术不仅推动了高性能计算的发展，在高端服务器、网络和存储设备中的应用前景也很广阔。
近年来，千兆以太网在大型高性能计算机中的使用数量逐年减少，已经从2008年6月的283台降到2011年11月的224台，同期InfiniBand系统从121台迅速增加到209台。2012年，这一发展趋势仍将继续。
美国依然占半壁江山中国日本增长强劲
高性能计算机主要来自美国、中国、日本、英国、法国、德国和加拿大等国。中国是近两年增长最快的国家，入围TOP500总数从2010年11月的24台猛增至2011年11月的74台，平均增长率超过45%%。日本在入围总数方面也有进展，2011年11月增至30台，但增长率不如中国强劲。美国入围数量呈递减趋势，但始终占据着TOP500的半壁江山。2011年11月，美国以263台稳居榜首。2012年，美国的优势地位依然不会改变，中国和日本仍将保持快速增长。
IBM仍是最大的系统供应商
从系统供应商角度来看，TOP500近一半的计算机由IBM供应，份额占第一位，由2010年6月的39.2%%增长到2011年11月的44.6%%。惠普所占份额逐年递减，2010年6月占40%%，2011年11月则降至25%%，排在第二位。两家企业所建造的高性能计算机始终占据榜单的70%%以上。Gray、SGI、戴尔、富士通等市场份额相对稳定，这一市场结构在2012年将不会有太大变化。
英特尔占据高性能处理器绝大部分市场份额
虽然英特尔的处理器占有率近两年有所下降，但仍占据高性能处理器市场近80%%的份额，其中包括绝大多数的x86架构处理器和4～5台安腾架构处理器，这一情况在2012年仍将延续。
(作者为工业和信息化部电子科学技术情报研究所崔学民)
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