隨著對宇宙的了解逐漸深入，人類對世界的好奇與想象愈發多樣，而解決未知的方式則離不開大量數據的積累與處理。大數據時代下，各行各業對數據存儲、處理及分析的需求皆愈發高漲。作為此類挑戰的應對方式之一，超級計算機通過集中大量處理器，執行個人計算機無法完成的海量數據高性能運算。

據統計，2021年，全球超級計算機市場規模達76.1億美元，且將在2022-2030年內以9.5%的年復合增長率迅速拓展，于2030年達172.2億美元1。在今年5月30日于德國漢堡舉行的第59屆國際超算大會上，全球超級計算機最新TOP500榜單正式發布。其中，位列第一的是Frontier超級計算機，其運算性能達到了1.102 Exaflop/s*（即每秒可完成1.102百億億次浮點運算）2。這也意味著，如果地球上每一個人每秒完成一次計算，全球人口仍需要約四千年才能完成Frontier超級計算機在一秒內所完成的計算量——超級計算機性能的百億億次時代已然開啟。

*Exaflop/s: 衡量超級計算機性能的單位，表示該計算機每秒可進行1018次浮點運算。

“超級”算力：突破想象、開創未來

超級計算機的數據處理能力究竟有多強？圖1展示的全球超級計算機TOP10榜單3便以數據形式直觀地體現了當下全球超級計算機的“硬核”實力。

圖1：2022年6月公布的全球超級計算機TOP10榜單

盡管內核數量對超級計算機的性能起到重要作用，但內核數量絕非衡量超級計算機性能唯一標準。就本質而言，超級計算機的硬件部分同普通計算機一樣，由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成。然而，各個超級計算機所采用的內部結構并不相同，并開發專有的操作系統，采用并行設備的方式，使內存容量以指數級上升，遠超普通計算機的水平，實現同時處理多個大型計算任務的目標。

圖2：超級計算機當前主要應用領域

超級計算機強大的數據處理能力也賦予其更為廣闊的實踐前景。目前在世界范圍內，超級計算機多應用于以復雜運算為基礎的科技場景，并不斷拓寬人類的技術應用領域，開創未來的更多可能。深度學習使機器學習向人工智能邁進，讓機器像人一樣具有學習分析能力；全球大氣數值公里尺度的模擬將有效提高極端天氣事件預報的準確性；人類基因組數據庫的建立正推動著遺傳學研究以應對疾病發展……

SK海力士HBM3為超算加速

超級計算機規模龐大，但它的順利運行離不開尺寸精巧的芯片支持。作為核心元件，中央處理器（CPU，Central Processing Unit）內核和圖形處理器（GPU，Graphics Processing Unit）在自身性能不斷升級的同時，也依靠架構的優化及調整，實現整體計算密度與性能功耗比的提升，兼顧通用計算性能與加速性能4。

圖3：超級計算機結構解析

在超級計算機以令人驚訝的速度不斷超越，實現升級的背后，存儲芯片的性能持續提升，不斷突破閾值，為其提供了有力支持。越來越多的超級計算機也在服務器上使用高帶寬存儲器（HBM，High Bandwidth Memory），通過堆疊內存芯片，將處理器和內存組合在一起，讓內存設備靠近CPU或GPU，提高輸入/輸出性能，構建高性能系統。HBM已成為超級計算機這一下一代應用的重要技術推動因素。

SK海力士的HBM3是當前業界性能最佳的動態隨機存取存儲器（DRAM，Dynamic Random Access Memory），數據處理速度與上一代HBM2E相比提高了約78%，達819GB/s，相當于能夠在一秒內傳輸 163部全高清(Full-HD)電影(每部5GB)。此外，它還內置了ECC校檢，可以修復自身DRAM單元的數據錯誤，極大程度上增強了性能及數據處理的可靠性5。

作為HBM3的先行者，SK海力士率先研發出并量產這一業界最高速、最大容量的存儲器。通過與客戶的協力合作，SK海力士的HBM3將有望以強大算力支持超級計算機，助力超算達到百億億級性能，為其未來應用提供更廣大的潛力。

鑒于行業整體發展、技術革新等積極要素，超級計算機性能逐年以指數級上升，超算市場蓬勃發展。這為數字化發展規劃了更為明晰且充分的前景，也為人類社會未來開創更多可能。在HBM3為超級計算機提供加速度的同時，SK海力士也持續投入研發更高性能的存儲器方案，深化存儲芯片性能發展，不斷鞏固高端存儲器市場領導力。

此外，通過對尖端行業動向的密切關注，以及持續、開放的協同合作，SK海力士在洞悉客戶需求的基礎之上提供更為契合的解決方案，以自身產品為其打造更多可能，促進信息技術企業發揮更多想象力。今后，SK海力士也將積極推進更為廣泛的合作，攜手伙伴，共同突破現代技術的創新可能，開創超越想象的未來世界。
編輯：黃飛

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