顧名思義，超級計算機是相對于大型、小型計算機而言的一種運算速度更高、存儲容量更大、功能更完善的計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。
超級計算機的基本組成組件與個人電腦無太大差異，但規格和性能則強大許多，是一種超大型電子計算機，具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量。現有的超級計算機運算速度大都可以達到
每秒萬億次
以上，在最新發布的第60期全球超級計算機排行榜，排名第一的“前沿”（Frontier），每秒浮點運算速度超過百億億次。
我國的超級計算機研制起步于60年代，經歷了三個階段： 第一階段，自60年代末到70年代末，主要從事大型機的并行處理技術研究； 第二階段，自70年代末至80年代末，主要從事向量機及并行處理系統的研制； 第三階段，自80年代末至今，主要從事MPP系統及工作站集群系統的研制。
早在1958年，我國成功研制了首臺數字電子計算機——103機，開啟了我國在超級計算機領域的探索之路。
1983年，我國成功研制“銀河”系列超級計算機，至此，我國具備了進行中期數值天氣預報的能力。從1992年開始，我國超級計算機的研發速度明顯加快。經過幾十年的不懈努力，我國的超級計算機系統研制已取得了豐碩成果。
2010年，我國研制的“天河一號”成為世界上運算速度最快的計算機。2016年，全部采用自主技術的“神威·太湖之光”誕生，此后連續四次雄踞“全球超級計算機500強”榜首
。隨著一批國產高端計算機系統的出現，我國成為繼美國、日本之后，第三個具備研制高端計算機系統能力的國家。
目前，超級計算機已經廣泛運用于地球氣候模擬、宇宙天體研究、基因研究、石油勘探、自然災害預報等“高、精、尖”的前沿領域。
全球正處在工業革命4.0的時代，這是一場正在興起的新工業革命，是以人及其資源實現智能互聯為特征，以新一代信息技術為推動，物理世界和數字世界、產業和服務之間相互融合的發展形態。 工業仿真（CAE）技術，既是工業數字化研發設計的核心工具，也是工業互聯網時代，乃至工業4.0時代的核心支撐。
隨著工業4.0時代的到來，企業對產品開發設計周期有了更高的要求。CAE仿真的模型也越來越復雜，網格數量越來越多，對精度要求越來越高，其計算時間也越來越長。如果遇到動網格計算、雙向流固耦合計算，模型網格數量巨大，計算時間更是成倍增長，對算力的需求攀升，使得超級計算機成為了工業仿真的重要支撐。
在飛行器高速飛行時，高溫氣流以及氣體的分布情況對航天器的成功試驗十分重要。2011年9月，我國成功在酒泉衛星發射中心將自主研制的載人空間試驗平臺——“天宮一號”送入預定軌道。在“天宮一號”的設計過程中，研發團隊基于“神威 ? 太湖之光”超級計算機對飛行器兩艙簡化外形（長度10余米、橫截面直徑近3.5米）隕落飛行（H=65km、62km、Ma=13）繞流狀態進行大規模并行模擬。在準確的前提下，20天內便完成常規需要12個月的計算任務，超級計算機的模擬計算結果與風洞實驗數據基本吻合,為“天宮一號”飛行試驗提供了重要的數據支持。
大規模并行模擬“天宮一號”兩倉繞流狀態（圖片來源于網絡）
除了航空航天領域，超級計算機還可以用于汽車碰撞安全驗證。
以前，這樣的實驗都需要通過真車在現場一輛一輛碰撞，現在有了超級計算機，只需要幾臺車輛進行現場模擬后，將其仿真的運算結果和實驗結果作比對，既能減少研發成本，又能縮短產品的研發周期。
為應對先進制造業需求，國家超級計算無錫中心基于“神威 ? 太湖之光”超級計算機的超級算力，面向工業制造領域， 提供高保真、高性能的工業仿真解決方案——“神工坊” （ 點擊了解詳情 ）。
對于中大型、有能力自研仿真軟件的企業，“神工坊”能夠對軟件進行高性能改造，用超級算力來“跑”軟件，提高仿真的并行規模和效率。
目前，基于平臺開發完成的高性能中間件和仿真求解框架，“神工坊”已與中航商發、清華大學、中國氣動中心等
高校
及
科研單位合
作
，
對其
自研仿真軟件進行高性能改造
和國產平臺移植
，取得了顯著效果
。
在清華大學某透平CFD程序中，經過數據結構改造，并采用UNAT非結構加速中間件加速，在“神威 ? 太湖之光”平臺上，重要熱點獲得了最高接近20倍的加速，整體加速達到了10倍左右。
對于中小型企業，我們提供“神工坊”高性能工業仿真平臺，平臺具備豐富的仿真軟件以及海量高性能硬件資源，支持在線“前處理-求解-后處理”仿真全流程作業。
另外，平臺支持多級用戶管理功能，方便企業整體入駐，為企業提供多級部門管理、在線共享空間、在線分享圖形界面等功能，助力企業在線協同研發，提高設計研發效率。
目前，“神工坊”高性能工業仿真平臺注冊企業近千家，能夠為航空航天、汽車制造、船舶海洋、電力電子等工業領域提供一站式高性能在線仿真服務。
參考文章：
[1] 陳卓, 王笑《中國超級計算機發展歷程》
[2] 于帥旗《超級計算機及其在航空航天領域中的應用》
十四五期間，工業數字化將是工業轉型升級的主路線。“神工坊”秉持“算力賦能、協同創新”的理念，爭做“先進算力到仿真算能的轉換器”、“離散機理和垂直仿真場景的連接器”，助力我國工程仿真技術實現跨越發展，支撐重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型。
