每秒14.86億億次運算速度的超級計算機,究竟用什麼作業系統?

摘要：說起計算機（電腦），相信大家並不陌生，但超級計算機似乎離我們的生活很遙遠。近幾年來，我們頻頻聽到AI醫療、自動駕駛、人工智慧大戰圍棋高手等詞彙或事件，其實在它們背後，有我們看不到的龐然大物，它性能秒殺個人電腦，運算速度通常能超過每秒一萬億次，它就是超級計算機。那麼，你知道超級計算機都在使用什麼作業系統嗎？

超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機。很多人對於超級計算機的記憶，或許只停留在《模仿遊戲》裡圖靈為破譯德軍碼發明的「克里斯多福」；或是小學課本裡的那個，半個足球場那麼多大的電子計算機。

事實上，一臺超級計算機就是成百上千臺「不那麼超級」的計算機一起工作。超級計算機的基本組成組件與個人電腦的概念無太大差異，但規格與性能則強大許多。通常是由數百數千甚至更多的處理器（機）組成的、能計算普通PC機和伺服器不能完成的大型複雜課題的計算機。

家用電腦一般只有一顆CPU，每顆CPU內一般只有2~8個物理核心。而一臺超級計算機有成千上萬顆CPU，每顆CPU內一般有幾十個物理核心。超級計算機最大特點在於其具有超強的計算和處理數據的能力，運算速度可達到每秒萬億次以上。

以2019年底全球超級計算機運算速度榜單來看，美國超級計算機「頂點」以每秒14.86億億次的浮點運算速度再次登頂，第二位是美國超算「山脊」，中國超算「神威·太湖之光」和「天河二號」分列三、四位。當然，我國的「神威·太湖之光」曾多次奪得冠軍。

那麼，每秒14.86億億次的浮點運算速度的超級計算機，究竟用什麼作業系統呢？

如今全球最頂尖的500臺超級計算機都使用一種作業系統，它既非微軟的Windows系統，也不是蘋果的macOS系統，而是Linux系統。

堪稱全人類智慧結晶的Linux系統，已誕生二十多年了，最早是在1991年8月25日，一位名叫Linus Torvalds的芬蘭學生介紹了一種個人產品，後來成為Linux內核。Linus的項目很快受到了許多個人和組織的關注。Linux內核和GNU軟體的結合創造了第一個完全免費的作業系統。它的名字是GNU/Linux系統。

Linux系統是一種自由和開放源碼的類Unix作業系統，目前在伺服器以及其他行動裝置（如智慧型手機、平板電腦等）領域應用相當廣泛。正是由於Linux系統初始程序是開源的，因此編程人員都可以在其基礎上開發，從而研發出眾多版本Linux系統。

在使用超級計算機的時候，作業系統的代碼越少越好，因為代碼越多，bug也就越多。相比Windows和macOS系統來說，Linux系統是模塊化的，只需要基本代碼就能很容易地構建一個精簡的內核。這種模塊化特性使得普通的Linux用戶都能輕鬆修改作業系統以適應需要。 因此，Linux可以被修改用於提高性能或能源效率等。

早在1994年，美國宇航局（NASA）決定建造一臺超級計算機，他們用16臺Intel 486 DX4處理器組成一個處理器集群，然後運行在Linux系統上。出人意料的是，項目非常成功，不僅開發了用於並行處理和聯網的低級內核軟體，還啟發了許多其他類似項目。從此以後，超級計算機和Linux就逐漸成為完美的一對。

更重要的是，一臺超級計算機就是成百上千臺「不那麼超級」的計算機一起工作，而Linux系統是免費的，想像一下，你正在構建一臺超級計算機，你想要降低成本，避免被專有作業系統徵收許可證費用，Linux毫無疑問是最佳選擇，你覺得呢？