高性能計(jì)算調(diào)查報(bào)告

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心PAGEPAGE19目錄1 高性能計(jì)算的基本介紹 31.1 高性能計(jì)算的定義 31.1 高性能計(jì)算的歷史 31.2 高性能計(jì)算的未來(lái) 31.2.1 網(wǎng)格計(jì)算 31.2.2 云計(jì)算 32 主要高性能計(jì)算中心概述 32.1 國(guó)外高性能計(jì)算中心的情況 32.2 國(guó)外應(yīng)用成績(jī) 32.2.1 納米技術(shù) 32.2.2 核聚變、激光技術(shù) 32.2.3 磁重聯(lián)技術(shù) 32.2.4 艾滋病毒 32.2.5 暗物質(zhì) 32.2.6 銅反應(yīng) 32.2.7 流體動(dòng)力學(xué) 32.2.8 極端氣候模擬 32.2.9 超新星研究 32.2.10 生命和半衰期 32.2.11 從光合作用到新燃料 32.2.12 聚變加速 32.2.13 模仿火山爆發(fā)應(yīng)激氣候 32.3 國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算中心的情況 32.4 國(guó)內(nèi)應(yīng)用成績(jī) 32.4.1 石油領(lǐng)域 32.4.2 航空領(lǐng)域 32.4.3 核電領(lǐng)域 32.4.4 航天領(lǐng)域 32.4.5 土木市政領(lǐng)域 32.4.6 鋼鐵領(lǐng)域 32.4.7 船舶領(lǐng)域 32.4.8 汽車領(lǐng)域 32.4.9 機(jī)械領(lǐng)域 32.5 領(lǐng)先技術(shù) 32.5.1 中科院計(jì)算生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室揭牌 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.5.2 我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)年內(nèi)將換中國(guó)芯 32.5.3 我國(guó)科學(xué)家完成普通野生稻全基因組框架圖譜繪制 33 高性能計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專題分析 33.1 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介 33.2 物聯(lián)網(wǎng)與高性能計(jì)算的聯(lián)系 33.3 主要技術(shù) 33.4 成績(jī)與貢獻(xiàn) 33.5 發(fā)展趨勢(shì) 33.6 中國(guó)現(xiàn)狀 33.7 物聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)提示 33.8 信息安全 3高性能計(jì)算的基本介紹高性能計(jì)算的定義簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)高性能計(jì)算是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，研究并行算法和開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件，致力于開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算機(jī)。通常使用很多處理器（作為單個(gè)機(jī)器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺(tái)計(jì)算機(jī)（作為單個(gè)計(jì)算資源操作）的計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境，主要用于解決計(jì)算量相當(dāng)大的問(wèn)題。高性能計(jì)算的歷史

40年代開(kāi)始的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程可以分為兩個(gè)明顯的發(fā)展時(shí)代：串行計(jì)算時(shí)代、并行計(jì)算時(shí)代。并行計(jì)算機(jī)是由一組處理單元組成的，這組處理單元通過(guò)相互之間的通信與協(xié)作，以更快的速度共同完成一項(xiàng)大規(guī)模的計(jì)算任務(wù)。因此，并行計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最主要的組成部分是計(jì)算節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間的通信與協(xié)作機(jī)制。并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展也主要體現(xiàn)在計(jì)算節(jié)點(diǎn)性能的提高以及節(jié)點(diǎn)間通信技術(shù)的改進(jìn)兩方面。

IBM360大型主機(jī)（Mainframe）

60年代初期，由于晶體管以及磁芯存儲(chǔ)器的出現(xiàn)，處理單元變得越來(lái)越小，存儲(chǔ)器也更加小巧和廉價(jià)。這些技術(shù)發(fā)展的結(jié)果導(dǎo)致了并行計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，這一時(shí)期的并行計(jì)算機(jī)多是規(guī)模不大的共享存儲(chǔ)多處理器系統(tǒng)，即所謂大型主機(jī)（Mainframe）。IBM360是這一時(shí)期的典型代表。1976年CRAY-1問(wèn)世以后，向量計(jì)算機(jī)從此牢牢地控制著整個(gè)高性能計(jì)算機(jī)市場(chǎng)15年。CRAY-1對(duì)所使用的邏輯電路進(jìn)行了精心的設(shè)計(jì)，采用了我們?nèi)缃穹Q為RISC的精簡(jiǎn)指令集，還引入了向量寄存器，以完成向量運(yùn)算。80年代末到90年代初，共享存儲(chǔ)器方式的大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)又獲得了新的發(fā)展。IBM將大量早期RISC微處理器通過(guò)蝶形互連網(wǎng)絡(luò)連結(jié)起來(lái)。人們開(kāi)始考慮如何才能在實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)器緩存一致的同時(shí)，使系統(tǒng)具有一定的可擴(kuò)展性（Scalability）。90年代初期，斯坦福大學(xué)提出了DASH計(jì)劃，它通過(guò)維護(hù)一個(gè)保存有每一緩存塊位置信息的目錄結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式共享存儲(chǔ)器的緩存一致性。后來(lái)，IEEE在此基礎(chǔ)上提出了緩存一致性協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。

一個(gè)基于NUMA架構(gòu)的SMP服務(wù)器90年代以來(lái)，主要的幾種體系結(jié)構(gòu)開(kāi)始走向融合。屬于數(shù)據(jù)并行類型的CM-5除大量采用商品化的微處理器以外，也允許用戶層的程序傳遞一些簡(jiǎn)單的消息；CRAYT3D是一臺(tái)NUMA結(jié)構(gòu)的共享存儲(chǔ)型并行計(jì)算機(jī)，但是它也提供了全局同步機(jī)制、消息隊(duì)列機(jī)制，并采取了一些減少消息傳遞延遲的技術(shù)。今天，越來(lái)越多的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用商品化的微處理器加上商品化的互連網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，這種分布存儲(chǔ)的并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)稱為機(jī)群。國(guó)內(nèi)幾乎所有的高性能計(jì)算機(jī)廠商都生產(chǎn)這種具有極高性能價(jià)格比的高性能計(jì)算機(jī)，并行計(jì)算機(jī)就進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，并行計(jì)算的應(yīng)用達(dá)到了前所未有的廣度和深度高性能計(jì)算的未來(lái)網(wǎng)格計(jì)算二十世紀(jì)七八十年代日本科學(xué)家曾經(jīng)提出研制“第五代計(jì)算機(jī)”，在全世界引起了轟動(dòng)，卷起了一場(chǎng)智能計(jì)算機(jī)的高潮，但是隨著時(shí)間的流逝，高潮卻逐漸消逝。而美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局，建立的ARPANET（AdvanceResearchProjectsAgencyNetwork）也就是后來(lái)的因特網(wǎng)卻成為二十世紀(jì)對(duì)計(jì)算機(jī)行業(yè)以及各個(gè)行業(yè)影響最大的技術(shù)，正是隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，一種新的計(jì)算方式－網(wǎng)格計(jì)算流行起來(lái)了。網(wǎng)格計(jì)算是最近非常熱門(mén)的一種基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，盡管網(wǎng)格計(jì)算與傳統(tǒng)的高性能計(jì)算的計(jì)算方式大相徑庭，但卻有可能引起高性能計(jì)算的新的革命。所謂網(wǎng)格計(jì)算，是指將分布的計(jì)算機(jī)組織起來(lái)協(xié)同的解決科學(xué)與工程計(jì)算問(wèn)題。理解網(wǎng)格的一個(gè)很好的類比是電力網(wǎng)，用電者不需要知道自己用的電是哪個(gè)發(fā)電廠送出的。像使用電力資源那樣使用計(jì)算資源成為網(wǎng)格研究者們的一個(gè)夢(mèng)想，當(dāng)然這還有很遠(yuǎn)的路要走。網(wǎng)格一詞產(chǎn)生于二十世紀(jì)九十年代中期，而網(wǎng)格計(jì)算的概念則是在1995年的I-WAY（InformationWideAreaYear）項(xiàng)目中被提出的。I-WAY項(xiàng)目使用ATM將北美17個(gè)不同位置的60多個(gè)超級(jí)計(jì)算中心、虛擬現(xiàn)實(shí)研究中心以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)中心連接起來(lái)，進(jìn)行大規(guī)?？茖W(xué)模擬、協(xié)同工程等相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)。著名的Globus項(xiàng)目是I-Way項(xiàng)目的延續(xù)，Globus項(xiàng)目是美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究項(xiàng)目，在初始階段有十多所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)參如該項(xiàng)目的研究。Globus對(duì)信息安全、資源管理、信息服務(wù)、數(shù)據(jù)管理以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境等網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵理論和技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，推出網(wǎng)格計(jì)算工具包GlobusToolkit，能夠用來(lái)規(guī)劃和組建大型的網(wǎng)格試驗(yàn)和應(yīng)用平臺(tái)，開(kāi)發(fā)適合大型網(wǎng)格系統(tǒng)運(yùn)行的大型應(yīng)用程序。Globus工具包是Globus項(xiàng)目最重要的實(shí)踐成果，2005年推出的4.0版實(shí)現(xiàn)了WebServicesResourceFramework(WSRF)和ServiceNotification(WSN)標(biāo)準(zhǔn)。云計(jì)算最近熱門(mén)的云計(jì)算更是以后IT行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。云計(jì)算(CloudComputing)是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計(jì)算(GridComputing)的發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。云計(jì)算的基本原理是，通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。這可是一種革命性的舉措，打個(gè)比方，這就好比是從古老的單臺(tái)發(fā)電機(jī)模式轉(zhuǎn)向了電廠集中供電的模式。它意味著計(jì)算能力也可以作為一種商品進(jìn)行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費(fèi)用低廉。最大的不同在于，它是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)?。云?jì)算的藍(lán)圖已經(jīng)呼之欲出：在未來(lái)，只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。從這個(gè)角度而言，最終用戶才是云計(jì)算的真正擁有者。主要高性能計(jì)算中心概述國(guó)外高性能計(jì)算中心的情況1.巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心（BSC）是歐洲最大的超級(jí)計(jì)算中心，成立于2004年7月，由西班牙前超級(jí)計(jì)算中心——巴塞羅那并行計(jì)算歐洲中心發(fā)展而成，負(fù)責(zé)托管由Blade

Center

JS20刀片服務(wù)器組成的MareNostrum超級(jí)計(jì)算機(jī)。該中心對(duì)整個(gè)歐洲地區(qū)的深度計(jì)算和電子科學(xué)服務(wù)提供有力支持，它的宗旨是“研究、開(kāi)發(fā)并管理信息，以促進(jìn)科學(xué)發(fā)展”。中心超級(jí)計(jì)算機(jī)共含有2,282個(gè)2.2Ghz

PowerPC970處理器，峰值浮點(diǎn)運(yùn)算能力為31.363

萬(wàn)億(TFlops)每秒。2.美國(guó)圣地亞哥超級(jí)計(jì)算中心（SDSC）由美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金于1985年投資1.75億美元建立，位于加利福利亞大學(xué)內(nèi)。SDSC在高端計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、生物信息學(xué)、地理信息學(xué)等領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，具有很高的國(guó)際聲譽(yù)，特別是在計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)領(lǐng)域，擁有世界領(lǐng)先水平。SDSC通過(guò)提供高性能計(jì)算硬件資源和技術(shù)、軟件資源和技術(shù)和學(xué)科交叉專業(yè)經(jīng)驗(yàn)拓展科學(xué)研究的深度和廣度。

SDSC參加了美國(guó)多個(gè)大型科學(xué)和工程項(xiàng)目，以下是幾個(gè)重點(diǎn)研究領(lǐng)域：

(1)綜合生物科學(xué)，如神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域的先進(jìn)三維顯微、復(fù)雜生物系統(tǒng)的細(xì)胞信號(hào)傳輸、基因靶標(biāo)選擇、克隆、表達(dá)和結(jié)構(gòu)測(cè)定、蛋白序列結(jié)構(gòu)分析工具等。

(2)數(shù)據(jù)和知識(shí)系統(tǒng)，SDSC正在建設(shè)一個(gè)國(guó)家級(jí)的數(shù)字圖書(shū)館。

(3)高性能計(jì)算機(jī)網(wǎng)格與集群計(jì)算，SDSC參與了美國(guó)多個(gè)網(wǎng)格項(xiàng)目，如TeraGrid、NPACI等。

SDSC通過(guò)大力發(fā)展計(jì)算科學(xué)和高性能計(jì)算，推動(dòng)國(guó)際科學(xué)和工程探索。隨著這一傳統(tǒng)宗旨逐漸步入先進(jìn)計(jì)算設(shè)施的時(shí)代，SDSC已經(jīng)成為科學(xué)、企業(yè)、學(xué)術(shù)和企業(yè)的戰(zhàn)略資源，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)格計(jì)算、生物信息、地理信息、高端計(jì)算以及其他科學(xué)工程學(xué)科的領(lǐng)導(dǎo)地位。SDSC的使命是延伸科學(xué)成就，向社會(huì)提供高性能硬件技術(shù)、集成軟件技術(shù)以及深度的跨學(xué)科專業(yè)技能。3.美國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心（NCSA）是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)(NSF)所屬的五個(gè)中心之一，由伊利諾斯州大學(xué)籌建，創(chuàng)建于1986年1月。NCSA在高性能計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域具有較高國(guó)際聲譽(yù)。它被一貫認(rèn)為是創(chuàng)新性的科學(xué)工程系統(tǒng)和軟件的先鋒。

NCSA的宗旨是與各種研究領(lǐng)域合作，創(chuàng)建先進(jìn)的計(jì)算設(shè)（cyberinfrastructure），探索新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。它的專業(yè)特長(zhǎng)是應(yīng)用最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，構(gòu)建融合軟件應(yīng)用、可視化工具、數(shù)據(jù)挖掘和分析工具的工作系統(tǒng)。這些創(chuàng)新系統(tǒng)將成為未來(lái)先進(jìn)計(jì)算設(shè)施的核心，把分散系統(tǒng)連通成為單一、無(wú)縫的資源。NCSANational

Science

Foundation的高性能計(jì)算網(wǎng)格--TeraGrid計(jì)劃的關(guān)鍵合作伙伴，該計(jì)劃投資了1億美元，幫助研究人員遠(yuǎn)程訪問(wèn)最快速的、頂級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)、可視化工具、應(yīng)用軟件、傳感器、儀器，以及大型存儲(chǔ)設(shè)備。4.美國(guó)匹茲堡超級(jí)計(jì)算中心(PSC)是Carnegie

Mellon大學(xué)、Pittsburgh大學(xué)以及Westing

house

Electric公司共同組建的。成立于1986年，是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）所屬五個(gè)超級(jí)計(jì)算中心之一，得到多個(gè)聯(lián)邦部門(mén)以及Pennsylvania州政府和私人企業(yè)共同的支持。其使命是向國(guó)家社會(huì)提供一流的計(jì)算資源，支持科學(xué)工程領(lǐng)域主要問(wèn)題的解決；推動(dòng)計(jì)算科學(xué)、計(jì)算技術(shù)以及國(guó)家信息設(shè)施的發(fā)展；向研究人員傳授高性能技術(shù)以及它們的使用方法；幫助私人部門(mén)，開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算軟件，促進(jìn)他們的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

PSC的研究活動(dòng)一部分是與用戶合作開(kāi)展的，另一部分是內(nèi)部開(kāi)展的。內(nèi)部研究活動(dòng)主要集中在硬件資源的合理有效配置和通用軟件平臺(tái)構(gòu)建兩個(gè)方面，目的是為用戶提供更好的機(jī)時(shí)和增值服務(wù)。目前有四個(gè)小組在開(kāi)展研究工作，分別是網(wǎng)絡(luò)研究組、生物醫(yī)學(xué)研究組、高性能計(jì)算研究組和NLANR工程服務(wù)組。

PSC的軟件資源非常豐富，包括計(jì)算化學(xué)、工程計(jì)算、生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)、核酸和蛋白質(zhì)序列分析、神經(jīng)科學(xué)、材料科學(xué)、數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)、分子結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件包。5.芬蘭科學(xué)計(jì)算中心（CSC）隸屬于芬蘭教育部，為芬蘭的綜合性大學(xué)、理工學(xué)院、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)提供科學(xué)計(jì)算、信息技術(shù)服務(wù)，是芬蘭面向科學(xué)研究的IT中心，具有31年的歷史，主要由信息科技和其他廣泛的科技領(lǐng)域的專業(yè)人才組成。CSC積極參與網(wǎng)格計(jì)算的研發(fā)，并參與了歐洲多個(gè)網(wǎng)格計(jì)劃，分別是：DEISA（歐洲用于超級(jí)計(jì)算的分布式基礎(chǔ)設(shè)施）、REALISTE（通過(guò)e-science進(jìn)行的現(xiàn)實(shí)環(huán)境和生命科學(xué)模擬）、BIGGER（歐洲生物信息學(xué)和基因網(wǎng)格）等。

CSC非常有特色的是其數(shù)據(jù)服務(wù)，既包括基礎(chǔ)研究所用的諸如化合物分子庫(kù)，也包括數(shù)字圖書(shū)館，如芬蘭理工學(xué)院中央圖書(shū)館系統(tǒng)等。CSC的主力計(jì)算節(jié)點(diǎn)是IBM

eServer

Cluster

1600，峰值浮點(diǎn)計(jì)算能力為每秒2.2萬(wàn)億次。CSC的軟件非常豐富，有200多種軟件安裝在超級(jí)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器上。6.愛(ài)丁堡并行計(jì)算中心（EPCC）成立于1990年，是隸屬于愛(ài)丁堡大學(xué)的研究機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)集中新型計(jì)算（包括高性能計(jì)算和網(wǎng)格），以及為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界提供計(jì)算應(yīng)用所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。此外，EPCC也對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)開(kāi)展部分研究，目前該研究與應(yīng)用所占比重還較小。EPCC目前共有75名員工在為英國(guó)提供國(guó)家級(jí)的HPC服務(wù)，并在過(guò)去的5年中為100家左右的英國(guó)和歐洲公司，以及20個(gè)英國(guó)本土的研究團(tuán)體提供了相關(guān)服務(wù)。此外，EPCC提供的研究訪問(wèn)者項(xiàng)目為愛(ài)丁堡每年從歐洲大陸吸引約50名研究人員。7.韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所（KISTI）成立于1960年，成立之初名為韓國(guó)科學(xué)與技術(shù)信息中心，后經(jīng)過(guò)數(shù)次更名和重組最終于2001年成為了今天為HPC領(lǐng)域所熟悉的這一名稱。KISTI將其任務(wù)定位在通過(guò)其全球頂級(jí)的科學(xué)和技術(shù)設(shè)施，來(lái)為全球科學(xué)和技術(shù)研究提供高附加值信息、并幫助其提升研究環(huán)境、以及促進(jìn)科學(xué)的工業(yè)化；以此成為全球重要的科學(xué)與技術(shù)力量。作為KISTI的一個(gè)重要組成部分，其下屬的超級(jí)計(jì)算中心所起到的主要作用是建立和開(kāi)發(fā)超級(jí)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施以及操作系統(tǒng)環(huán)境。具體任務(wù)包括：采用和提供高性能超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)、建立和運(yùn)作國(guó)家科學(xué)與技術(shù)研究網(wǎng)絡(luò)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)研發(fā)應(yīng)用技術(shù)。8.理化學(xué)研究所(RIKEN)是擁有90年歷史的日本唯一一家研究自然科學(xué)的綜合研究所。其研究包括物理、化學(xué)、生物學(xué)、工學(xué)、醫(yī)學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)的基礎(chǔ)研究和相關(guān)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。RIKEN每年從政府獲得約52億人民幣的資金投入和約合8億人民幣的國(guó)家項(xiàng)目研究費(fèi)用于維持RIKEN的各類活動(dòng)。目前RIKEN總共有約6000名員工，其中研究生及、民間企業(yè)派遣的科研人員約占3000人左右。作為RIKEN的下屬部門(mén)之一，計(jì)算與通訊高級(jí)中心（ACCC）的主要任務(wù)是為RIKEN的研究人員提供高性能計(jì)算資源，以及確保這些資源可以有效運(yùn)用的技術(shù)支持。9.帕德博恩并行計(jì)算中心（PC2）是德國(guó)帕德博恩大學(xué)下屬的一家跨學(xué)科研究機(jī)構(gòu),同時(shí)也是為北萊茵-威斯特法倫州提供計(jì)算資源和并行計(jì)算的中心。該中心的主要目標(biāo)是為本國(guó)和全球研究項(xiàng)目提供具有擴(kuò)展性的高性能計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)，并對(duì)這些相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行不斷提升以滿足各類研究項(xiàng)目的計(jì)算需要。此外，帕德博恩并行計(jì)算中心的研究中心一直與來(lái)自工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的合作伙伴保持著密切的合作關(guān)系。10.加拿大共享分級(jí)學(xué)術(shù)研究計(jì)算網(wǎng)絡(luò)（SHARCNET）成立于2001年，最初是由七所高等教育機(jī)構(gòu)組成的多功能高性能計(jì)算組織。建立該中心的目的是為了通過(guò)擴(kuò)大各類研究對(duì)于HPC的使用需求幫助其達(dá)到不斷創(chuàng)新和提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，SHARCNET及其資源的重要性日趨凸現(xiàn)，各類研究人員及項(xiàng)目對(duì)于其資源的依賴性也日漸增加；由此帶來(lái)了用戶數(shù)量，尤其是在非傳統(tǒng)HPC學(xué)科領(lǐng)域中的用戶數(shù)量的不斷增加。如今，SHARCNET已成長(zhǎng)為加拿大首屈一指的HPC中心，其擁有數(shù)量最大的合作伙伴、最完善的支持服務(wù)、以及數(shù)量龐大的用戶群—其中覆蓋到150個(gè)研究領(lǐng)域，有超過(guò)3400名用戶，以及超過(guò)600個(gè)研究團(tuán)隊(duì)。目前，SHARCNET的學(xué)術(shù)合作伙伴已由最初的7家擴(kuò)展到了17家，并覆蓋了從安大略省北部到西南部1800公里的范圍。國(guó)外應(yīng)用成績(jī)納米技術(shù)現(xiàn)在可以開(kāi)始了解材料的行為一直到納米尺度，在那里，即使是單個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)有時(shí)也可以改變機(jī)械或電氣性能。模擬金屬納米線拉伸過(guò)程。使用高性能計(jì)算機(jī)，可以減緩模擬，看看到底是什么，在拉伸的時(shí)候，如何多次發(fā)生變化。核聚變、激光技術(shù)該項(xiàng)目是由洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室共同參與的。該項(xiàng)目是人類歷史上最重要的激光技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中取得核聚變能源。規(guī)模動(dòng)力學(xué)模擬在三維激光等離子體相互作用的激光散斑。在走鵑超級(jí)計(jì)算機(jī)的協(xié)助下，可以實(shí)現(xiàn)前所未有的規(guī)模，速度和保真度。磁重聯(lián)技術(shù)方向相反的磁力線因互相靠近而發(fā)生的重新聯(lián)結(jié)現(xiàn)象。在此過(guò)程中，磁能可轉(zhuǎn)化為其他能量。涉及到各種形式的等離子體的磁場(chǎng)能量快速轉(zhuǎn)換動(dòng)能。通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)，使這些類型的動(dòng)態(tài)變化都在方便的觀測(cè)形態(tài)下，從而了解磁重聯(lián)的過(guò)程。艾滋病毒這是一個(gè)彩色樹(shù)組序列的艾滋病毒，收集后找到傳染艾滋病毒的原因?；镜挠?jì)算問(wèn)題，是要這個(gè)序列數(shù)據(jù)（這里的10442-3873核苷酸字符串），找到該病毒如何隨時(shí)間演變模型中的所有序列。當(dāng)樹(shù)上的節(jié)點(diǎn)附近生成另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這意味著有一個(gè)病毒是另一種病毒類似。通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)，找到了一個(gè)病人的序列很少與另一位病人的序列重疊。其中一個(gè)重要目標(biāo)是要找出可能存在疫苗的目標(biāo)地區(qū)。暗物質(zhì)暗物質(zhì)和暗能量是宇宙的主要組成部分。宇宙的基本構(gòu)成是由：23％的暗物質(zhì)（其中很大一部分是所謂的光環(huán)在局部的團(tuán)塊）73％暗能量組成。在該項(xiàng)目中宇宙的構(gòu)成物質(zhì)分布在有史以來(lái)（由走鵑超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的）規(guī)模最大的高清晰度模擬宇宙中。走鵑超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬的宇宙綜合數(shù)據(jù)庫(kù)將成為研究暗物質(zhì)科學(xué)的重要組成部分。銅反應(yīng)用可擴(kuò)展并行短程分子動(dòng)力學(xué)，計(jì)算機(jī)代碼，模擬過(guò)程，如固體中沖擊波在納秒的時(shí)間尺度上。許多現(xiàn)象基本材料需要在長(zhǎng)度和時(shí)間尺度上超越這些地方，目前獲得的分子動(dòng)力學(xué)（MD）模擬，隨著方法的改進(jìn)，使更多的現(xiàn)實(shí)空間和時(shí)間尺度模擬成為可能。流體動(dòng)力學(xué)在流體動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域了解湍流，流體的壓力下的行為，仍然是物理學(xué)中未解決的問(wèn)題之一。復(fù)雜條件下，作為那些在1A型超新星爆炸的早期階段出現(xiàn)。有一種復(fù)雜的現(xiàn)象與這些活動(dòng)有關(guān)的，這是一種相關(guān)的超新星建模重要的未決問(wèn)題。通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)有助于在使用大型流體動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)的規(guī)范和處理復(fù)雜問(wèn)題方面的相關(guān)研究。極端氣候模擬在地球45億年的歷史中，氣候總在冷熱間徘徊。該項(xiàng)目通過(guò)美洲豹超級(jí)計(jì)算機(jī)可以完整連續(xù)的模擬這個(gè)過(guò)程，利用全球氣候模型，包括大氣之間的相互作用耦合，海洋，陸地之間的移動(dòng)，提供有關(guān)全球氣候變化根源和影響的珍貴數(shù)據(jù)。超新星研究Ia型超新星在性質(zhì)上是最大的熱爆炸，規(guī)模之大遠(yuǎn)超過(guò)太陽(yáng)以及其他生命元素，這些爆炸的恒星最神秘的地方在于它們的爆炸方式。美國(guó)的高性能計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)行了Ia型超新星的爆炸過(guò)程，模擬出了在爆炸的不同時(shí)間段產(chǎn)生出的放射性碎片等。這些資料為美國(guó)宇航局的相關(guān)研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)。生命和半衰期碳-14的衰變速度永遠(yuǎn)慢于它的同位素，使得研究人員可以通過(guò)植物或者生物中所含有的碳-14元素追溯到六萬(wàn)年前。碳-14的原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子與8個(gè)中子，在使用高性能計(jì)算機(jī)之前，研究人員只能考慮兩個(gè)核子相互作用，因?yàn)樾枰枋霾煌慕M合數(shù)量非常大，這是一個(gè)內(nèi)存密集型的計(jì)算。通過(guò)高性能計(jì)算機(jī)研究人員能夠更深入的了解碳-14的半衰期為何如此之長(zhǎng)。從光合作用到新燃料該項(xiàng)目是由橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的美洲豹超級(jí)計(jì)算機(jī)與美國(guó)田納西州大學(xué)的挪威海怪超級(jí)計(jì)算機(jī)共同參與的。替代能源是全球的一個(gè)熱點(diǎn)話題，也是全人類必須要關(guān)注的話題，纖維素是地球上最古老、最豐富的天然高分子，是取之不盡用之不竭的人類最寶貴的天然可再生資源。找到如何合理分解釋放葡萄糖就有希望利用植物作為一種新燃料。聚變加速很少有代碼要求比現(xiàn)有聚變加速粒子更快的I/O和更大的規(guī)模。例如，GTC和XGC-1是運(yùn)行在NCCSJaguarCrayXT5超級(jí)計(jì)算機(jī)12000多個(gè)內(nèi)核上的。面對(duì)最大數(shù)據(jù)集的運(yùn)行，超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度總是需要不斷提高的。模仿火山爆發(fā)應(yīng)激氣候火山噴發(fā)，重力氣溶膠粒子通常會(huì)在2至3年之內(nèi)回落。相反，人為排放的有害物質(zhì)長(zhǎng)期持續(xù)，并可能改變未來(lái)的氣候。有幾種類型的氣體，包括二氧化碳，是火山爆發(fā)時(shí)噴出，二氧化硫的排放和硫酸鹽氣溶膠的產(chǎn)生尤其重要。如果通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)可以模擬運(yùn)行該大氣環(huán)境模型對(duì)于火山噴發(fā)的灰塵反應(yīng)，便可以預(yù)測(cè)出該大氣環(huán)境對(duì)于人為長(zhǎng)期排放的反應(yīng)。國(guó)內(nèi)高性能計(jì)算中心的情況1.北京市計(jì)算中心建立于一九七三年，是國(guó)內(nèi)最早一批計(jì)算中心之一，是中國(guó)最早、最具影響力的從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究及推廣的機(jī)構(gòu)，服務(wù)對(duì)象則涉及工業(yè)、商業(yè)、交通、能源、環(huán)保金融、稅務(wù)、社會(huì)事務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。北京市計(jì)算中心自成立以來(lái)，完成了上百項(xiàng)國(guó)家和北京市政府有關(guān)部門(mén)委托的研究項(xiàng)目和面向多種用戶的服務(wù)型項(xiàng)目。先后獲得國(guó)家及省部級(jí)成果獎(jiǎng)30多項(xiàng)，擁有了200余項(xiàng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)和產(chǎn)品，為中國(guó)計(jì)算機(jī)的普及、應(yīng)用和發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。2.上海超級(jí)計(jì)算中心（ShanghaiSupercomputerCenter）成立于2000年12月，由上海市政府投資建設(shè)，座落于浦東張江高科技開(kāi)發(fā)園區(qū)內(nèi)。上海超級(jí)計(jì)算中心是國(guó)內(nèi)第一個(gè)面向社會(huì)開(kāi)放，資源共享、設(shè)施一流、功能齊全的高性能計(jì)算公共服務(wù)平臺(tái)，目前擁有曙光4000A（2004年世界排名第十）和“魔方”（曙光5000A，2008年世界排名第十、亞洲第一）等3臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)，同時(shí)配備豐富的科學(xué)和工程計(jì)算軟件，致力于為國(guó)家科技進(jìn)步和企業(yè)創(chuàng)新提供高端計(jì)算服務(wù)。3.無(wú)錫超級(jí)計(jì)算中心成立于2006年11月，是由無(wú)錫市政府、濱湖區(qū)政府、無(wú)錫（國(guó)家）工業(yè)設(shè)計(jì)院三方共同投資建設(shè)的公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，坐落于無(wú)錫（國(guó)家）工業(yè)設(shè)計(jì)園內(nèi)。無(wú)錫超級(jí)計(jì)算中心是江蘇省內(nèi)首個(gè)面向社會(huì)開(kāi)放、資源共享、功能齊全的高性能計(jì)算應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)。2008年12月，通過(guò)江蘇省科技廳平臺(tái)驗(yàn)收，授牌為“江蘇省超級(jí)計(jì)算技術(shù)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)”，并確定為江蘇省重要科技基礎(chǔ)設(shè)施之一。4.國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心（深圳云計(jì)算中心），總投資12.3億元，一期建設(shè)用地面積1.2萬(wàn)平方米，總建筑面積4.3萬(wàn)平方米。主機(jī)系統(tǒng)由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制、曙光信息產(chǎn)業(yè)（北京）有限公司制造，2010年5月經(jīng)世界超級(jí)計(jì)算機(jī)組織實(shí)測(cè)確認(rèn)，運(yùn)算速度達(dá)每秒1271萬(wàn)億次，排名世界第二，該項(xiàng)目是國(guó)家863計(jì)劃、廣東省和深圳市重大項(xiàng)目。國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心（深圳云計(jì)算中心）系深圳市人民政府批準(zhǔn)成立的企業(yè)化管理事業(yè)單位，下設(shè)：系統(tǒng)運(yùn)行部、研究開(kāi)發(fā)部、技術(shù)協(xié)作部、行政管理部，專業(yè)技術(shù)和管理人員90%具有碩士或博士學(xué)位，多數(shù)具有海外留學(xué)經(jīng)歷，預(yù)計(jì)2012年將建成擁有上百高端人才的科技創(chuàng)新平臺(tái)。國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心（深圳云計(jì)算中心）立足深圳、面向全國(guó)、服務(wù)華南、港、澳、臺(tái)及東南亞地區(qū)，將承擔(dān)各種大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算和工程計(jì)算任務(wù)，同時(shí)以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力為社會(huì)提供云計(jì)算服務(wù)，將建成功能齊全、平臺(tái)豐富、高效節(jié)能、國(guó)際一流的高性能計(jì)算研究開(kāi)發(fā)中心和云計(jì)算服務(wù)中心。國(guó)內(nèi)應(yīng)用成績(jī)石油領(lǐng)域由中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司（BGP）與浪潮集團(tuán)合作完成CPU/GPU異構(gòu)并行疊前時(shí)間偏移地震信息處理軟件（PSTM）成功應(yīng)用于中石油委內(nèi)瑞拉站點(diǎn)，由浪潮提出的“CPU-GPU協(xié)同計(jì)算”的HPC計(jì)算架構(gòu)，成功打造了我國(guó)堅(jiān)持應(yīng)用創(chuàng)新引領(lǐng)高性能發(fā)展的經(jīng)典案例，此舉不僅滿足了國(guó)內(nèi)油氣勘探需求，也為中石油集團(tuán)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，提升我國(guó)在國(guó)際石油市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。航空領(lǐng)域研究課題：大型客機(jī)C919機(jī)翼設(shè)計(jì)課題來(lái)源：大型飛機(jī)重大專項(xiàng)用戶單位：中國(guó)商用飛機(jī)有限公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所核電領(lǐng)域研究課題：核電廠新燃料貯存格架抗震及跌落分析項(xiàng)目來(lái)源：深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司上海分公司用戶單位：深圳中廣核工程設(shè)計(jì)有限公司上海分公司航天領(lǐng)域研究課題：掃描驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算和參數(shù)優(yōu)化項(xiàng)目來(lái)源：上海航天某研究所(咨詢項(xiàng)目)用戶單位：上海超級(jí)計(jì)算中心土木市政領(lǐng)域研究課題：隧道結(jié)構(gòu)與軌道車輛耦合系統(tǒng)振動(dòng)分析項(xiàng)目來(lái)源：上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院用戶單位：上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院鋼鐵領(lǐng)域研究課題：鋼板矯直過(guò)程的三維數(shù)值仿真模擬項(xiàng)目來(lái)源：寶鋼研究院(咨詢項(xiàng)目)用戶單位：上海超級(jí)計(jì)算中心項(xiàng)目名稱：某產(chǎn)品變薄拉伸成形數(shù)值仿真項(xiàng)目來(lái)源：企業(yè)科研項(xiàng)目用戶單位：寶鋼研究院船舶領(lǐng)域研究課題：CFD實(shí)用化課題中槳舵干擾的研究項(xiàng)目來(lái)源：工信部用戶單位：中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)第708研究所汽車領(lǐng)域項(xiàng)目名稱：面向制造企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及節(jié)能增效的信息化支撐技術(shù)研究與應(yīng)用項(xiàng)目來(lái)源：上海市科委項(xiàng)目用戶單位：上海汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心機(jī)械領(lǐng)域項(xiàng)目名稱：某型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子裝配變形分析與控制研究項(xiàng)目來(lái)源：校企合作項(xiàng)目用戶單位：上海交通大學(xué)領(lǐng)先技術(shù)我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)年內(nèi)將換中國(guó)芯

我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河一號(hào)”預(yù)計(jì)今年下半年安裝由我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的“飛騰”計(jì)算機(jī)中央處理器（CPU）芯片。該芯片由國(guó)防科技大學(xué)專門(mén)為“天河”系列計(jì)算機(jī)量身定制，已達(dá)到世界主流服務(wù)器CPU的水平。安裝“飛騰”芯片后，“天河一號(hào)”的峰值運(yùn)算速度將在目前每秒1206萬(wàn)億次的基礎(chǔ)上有所提升，其實(shí)際運(yùn)算速度也將提高到每秒千萬(wàn)億次。由于關(guān)鍵芯片完全“國(guó)產(chǎn)化”，“天河一號(hào)”更確保了信息安全。我國(guó)科學(xué)家完成普通野生稻全基因組框架圖譜繪制中科院昆明植物研究所高立志團(tuán)隊(duì)運(yùn)用新一代高通量測(cè)序技術(shù)以及基于高性能超算的生物信息學(xué)分析，完成了普通野生稻基因組高覆蓋的序列測(cè)定、拼接和組裝工作，獲得了普通野生稻全基因組從頭測(cè)序的框架圖。研究表明，普通野生稻的基因組大小約為3.70億個(gè)堿基對(duì)，含有的基因總數(shù)目約為4.0萬(wàn)個(gè)，測(cè)序深度已達(dá)基因組大小的70倍，測(cè)序結(jié)果已覆蓋92%的普通野生稻全基因組，基因覆蓋度約為90%以上。目前，項(xiàng)目組正在加緊繪制普通野生稻的基因組精細(xì)圖譜。

高性能計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用專題分析物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介物聯(lián)網(wǎng)即把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理；是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行信息交換?！癐OT”——Internet

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things——物聯(lián)網(wǎng)的縮寫(xiě)，所謂物聯(lián)網(wǎng)，是指通過(guò)在動(dòng)物、植物、機(jī)器和其它物品上面安裝傳感器或者是RFID（電子標(biāo)簽），通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)相連，使物體具有智能，進(jìn)而編織起另一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)相比，前者是人與人之間的溝通與對(duì)話，而后者則是實(shí)現(xiàn)物體與物體之間的對(duì)話。所謂“物聯(lián)網(wǎng)”，指的是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識(shí)別（RFID）裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)。合起來(lái)而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的，是讓所有的物品都與網(wǎng)絡(luò)連接在一起，方便識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是利用無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立起來(lái)的.其中非常重要的技術(shù)是RFID電子標(biāo)簽技術(shù).以簡(jiǎn)單RFID系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合已有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、中間件技術(shù)等，構(gòu)筑一個(gè)由大量聯(lián)網(wǎng)的閱讀器和無(wú)數(shù)移動(dòng)的標(biāo)簽組成的，比Internet更為龐大的物聯(lián)網(wǎng)成為RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，系統(tǒng)可以自動(dòng)的、實(shí)時(shí)的對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應(yīng)事件。物聯(lián)網(wǎng)又稱“傳感網(wǎng)”，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是二十世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)的一項(xiàng)偉大成果，它給我們的生活帶來(lái)了深刻的變化，然而在目前，網(wǎng)絡(luò)功能再?gòu)?qiáng)大，網(wǎng)絡(luò)世界再豐富，也終究是虛擬的，它與我們所生活的現(xiàn)實(shí)世界還是相隔的，在網(wǎng)絡(luò)世界中，很難感知現(xiàn)實(shí)世界，很多事情還是不可能的，時(shí)代呼喚著新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的全新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它綜合了傳感器、低功耗、通訊以及微機(jī)電等等技術(shù)，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)將給我們的生活方式帶來(lái)革命性的變化。定義：隨機(jī)分布的集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點(diǎn)，通過(guò)自組織的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。英文名：WirelessSensorNetworks；縮寫(xiě)：WSN功能：借助于節(jié)點(diǎn)中內(nèi)置的傳感器測(cè)量周邊環(huán)境中的熱、紅外、聲納、雷達(dá)和地震波信號(hào),從而探測(cè)包括溫度、濕度、噪聲、光強(qiáng)度、壓力、土壤成分、移動(dòng)物體的大小、速度和方向等物質(zhì)現(xiàn)象。目前較為成型的分布式網(wǎng)絡(luò)集成框架是EPCglobal提出的EPC網(wǎng)絡(luò)。EPC網(wǎng)絡(luò)主要是針對(duì)物流領(lǐng)域，其目的是增加供應(yīng)鏈的可視性（visibility）和可控性（control），使整個(gè)物流領(lǐng)域能夠借助RFID技術(shù)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。物聯(lián)網(wǎng)與高性能計(jì)算的聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)百年工程，未來(lái)可能會(huì)完全改變我們認(rèn)知這個(gè)世界的方法。物聯(lián)網(wǎng)在采集信息的同時(shí)，也會(huì)進(jìn)行信息的大量處理，對(duì)計(jì)算性能的要求也隨之更高。目前比較熱門(mén)的云計(jì)算的技術(shù)還不成熟，無(wú)法與高性能計(jì)算相比，處理這么多的信息必須依靠高性能計(jì)算機(jī)(HPC)。舉個(gè)實(shí)際的例子，在機(jī)場(chǎng)安檢過(guò)程中，需要快速有效的對(duì)乘客的人臉進(jìn)行識(shí)別，這需要無(wú)比的強(qiáng)大計(jì)算能力。而且，如果想要在機(jī)場(chǎng)把乘客的臉部特征數(shù)據(jù)掃描下來(lái)后，數(shù)據(jù)庫(kù)里就能馬上顯示出相關(guān)聯(lián)信息，這就需要通過(guò)高性能計(jì)算和快速信息分布來(lái)解決。目前的高性能計(jì)算還只是在局域網(wǎng)里處理數(shù)據(jù)，未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，還是會(huì)通過(guò)新一代互聯(lián)網(wǎng)，將處理得到的信息實(shí)時(shí)傳遞給終端用戶。主要技術(shù)1.RFID:電子標(biāo)簽屬于智能卡的一類，物聯(lián)網(wǎng)概念是1998年MITAuto-ID中心主任Ashton教授提出來(lái)的，RFID技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中重要起“使能”（Enable)作用；2.傳感網(wǎng)：借助于各種傳感器，探測(cè)和集成包括溫度、濕度、壓力、速度等物質(zhì)現(xiàn)象的網(wǎng)絡(luò)；3.M2M：這個(gè)詞國(guó)外用得較多，側(cè)重于末端設(shè)備的互聯(lián)和集控管理，X-Internet，中國(guó)三大通訊營(yíng)運(yùn)商在推M2M這個(gè)理念；4.兩化融合：工業(yè)信息化也是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)主要推動(dòng)力之一，自動(dòng)化和控制行業(yè)是主力，但目前來(lái)自這個(gè)行業(yè)的聲音相對(duì)較少。成績(jī)與貢獻(xiàn)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)在中國(guó)各地已經(jīng)有所應(yīng)用。典型案例有上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目：無(wú)錫傳感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)會(huì)被成功應(yīng)用，首批價(jià)值1500萬(wàn)元的傳感安全防護(hù)設(shè)備銷售成功，這套設(shè)備由10萬(wàn)個(gè)微小的傳感器組成，散布在墻頭墻角墻面和周圍道路上。傳感器能根據(jù)聲音、圖像、震動(dòng)頻率等信息分析判斷，爬上墻的究竟是人還是貓狗等動(dòng)物。僅浦東機(jī)場(chǎng)直接采購(gòu)傳感網(wǎng)產(chǎn)品金額為4000多萬(wàn)元，加上配件共5000萬(wàn)元。若全國(guó)近200家民用機(jī)場(chǎng)如果都加裝防入侵系統(tǒng)，將產(chǎn)生了上百億的市場(chǎng)規(guī)模。手機(jī)支付已經(jīng)成為社會(huì)行討論的一個(gè)熱點(diǎn)。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)，人們可以使用手機(jī)購(gòu)買(mǎi)電影片，刷公交地鐵等等，而無(wú)需再攜帶沉重又不安全的錢(qián)包出行。目前，深圳、北京、上海等地已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行一系列的手機(jī)支付項(xiàng)目，給廣大市民帶來(lái)極大的方便。發(fā)展趨勢(shì)從目前來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)存在九大應(yīng)用領(lǐng)域，分別是智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康。根據(jù)美國(guó)咨詢研究機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測(cè),到2020年,全球物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)與現(xiàn)有的人人互聯(lián)業(yè)務(wù)之比將達(dá)到30:1,因此,"物聯(lián)網(wǎng)"被稱為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。根據(jù)預(yù)測(cè),到2035年前后,我國(guó)的傳感網(wǎng)終端將達(dá)到數(shù)千億個(gè);到2050年,傳感器將在生活中無(wú)處不在。目前,無(wú)錫傳感網(wǎng)中心的傳感器產(chǎn)品已在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)和上海世博會(huì)被成功應(yīng)用,首批價(jià)值1500萬(wàn)元的傳感安全防護(hù)設(shè)備銷售成功。

目前國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的基本產(chǎn)業(yè)鏈條已經(jīng)初步形成：

(1)二維碼和RFID(二維碼溯源的新大陸;RFID芯片、電子標(biāo)簽與讀寫(xiě)器的遠(yuǎn)望谷、上海貝嶺及子公司阿法迪、廈門(mén)信達(dá)子公司信達(dá)匯聰);

(2)傳感器(華東科技子公司南京高華科技;MEMS封裝的長(zhǎng)電科技);

(3)TD-SCDMA芯片與SIM卡(大唐電信、東信和平、SiP封裝的長(zhǎng)電科技)。我們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈可以細(xì)分為標(biāo)識(shí)、感知、處理和信息傳送四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)。EPOSS預(yù)測(cè)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將經(jīng)歷四個(gè)階段，2010年之前RFID被廣泛應(yīng)用于物流、零售和制藥領(lǐng)域，2010-2015年物體互聯(lián)，2015-2020年物體進(jìn)入半智能化，2020年之后物件進(jìn)入全智能化。

RFID是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的排頭兵：易觀國(guó)際預(yù)測(cè)，2009年中國(guó)RFID市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到50億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為33%，其中電子標(biāo)簽超過(guò)38億元、讀寫(xiě)器接近7億元、軟件和服務(wù)達(dá)到5億元的市場(chǎng)格局。

MEMS傳感器市場(chǎng)前景廣闊：MEMS傳感器的主要優(yōu)勢(shì)在于體積小、大規(guī)模量產(chǎn)后成本下降快，根據(jù)ICInsight最新報(bào)告，預(yù)計(jì)在2007年至2012年間，全球基于MEMS的半導(dǎo)體傳感器和制動(dòng)器的銷售額將達(dá)到19%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)，與2007年的41億美元相比，五年后將實(shí)現(xiàn)97億美元的年銷售額。智能終端與集成電路產(chǎn)業(yè)有望迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇：物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，每個(gè)物體上都要加裝一個(gè)甚至多個(gè)芯片，家用電器的智能化是發(fā)展趨勢(shì)。集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模也將迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所副所長(zhǎng)、中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程中心主任劉海濤自豪的說(shuō)。目前，我國(guó)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城鄉(xiāng)，從繁華的城市到偏僻的農(nóng)村，從海島到珠穆朗瑪峰，到處都有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)“物聯(lián)網(wǎng)”必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，安置在動(dòng)物、植物、機(jī)器和物品上的電子介質(zhì)產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)可隨時(shí)隨地通過(guò)無(wú)處不在的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送出去?！霸朴?jì)算”技術(shù)的運(yùn)用，使數(shù)以億計(jì)的各類物品的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理變得可能。中國(guó)現(xiàn)狀而在“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)全新產(chǎn)業(yè)中，我國(guó)的技術(shù)研發(fā)水平處于世界前列，具有重大的影響力。中科院早在１９９９年就啟動(dòng)了傳感網(wǎng)研究，與其它國(guó)家相比具有同發(fā)優(yōu)勢(shì)。該院組成了２０００多人的團(tuán)隊(duì)，先后投入數(shù)億元，在無(wú)線智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、微型傳感器、傳感器端機(jī)、移動(dòng)基站等方面取得重大進(jìn)展，目前已擁有從材料、技術(shù)、器件、系統(tǒng)到網(wǎng)絡(luò)的完整產(chǎn)業(yè)鏈。在世界傳感網(wǎng)領(lǐng)域，中國(guó)與德國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)一起，成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)之一。業(yè)內(nèi)專家表示，掌握“物聯(lián)網(wǎng)”的世界話語(yǔ)權(quán)，不僅僅體現(xiàn)在技術(shù)領(lǐng)先，更在于我國(guó)是世界上少數(shù)能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國(guó)家之一。中科院無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心（以下簡(jiǎn)稱‘無(wú)錫傳感網(wǎng)中心’），是國(guó)內(nèi)目前研究物聯(lián)網(wǎng)的核心單位。今年８月７日，溫家寶總理在江蘇無(wú)錫調(diào)研時(shí)，對(duì)微納