超級計算機是指能夠執行極高速度和極大規模的計算的計算機系統，它們通常由數千或數百萬個處理器核心組成，能夠處理複雜的科學和工程問題。超級計算機在各個領域都有着重要的應用，例如天氣預報、氣候模拟、生物醫學、材料科學、能源研究、人工智能等。
目前，世界上最強的大型計算機是美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）的Frontier系統，它以1.102 EFlop/s的運算速度位列榜首，是名單上唯一真正的百億億次級計算機。它于2022年11月在美國達拉斯舉行的高性能計算專業大會（SC22）上公布。它由AMD公司和超級計算機制造商HPE Cray為橡樹嶺國家實驗室建造，耗資6億美元，用于核和氣候研究等領域進行進階計算。
中國有兩台超算系統——神威·太湖之光和天河2A分别排名第7和第10。神威·太湖之光是世界上第一台全部使用中國自主知識産權的處理器晶片的超級計算機，擁有1000多萬個處理器核心，雙精浮點峰值高達125PFlops（每秒12.5億億次運算），穩定性能為93PFlops。它于2016年首次登頂世界超級計算機排行榜，并連續四次獲得冠軍。
它主要用于氣候模拟、生命科學、材料設計等領域的科學研究。天河2A是世界上第一台峰值性能突破百PFlops的超級計算機，擁有近500萬個處理器核心，雙晶浮點峰值高達100.68PFlops，穩定性能為61.44PFlops。它于2013年首次登頂世界超級計算機排行榜，并連續六次獲得冠軍。它采用麒麟作業系統，目前使用英特爾處理器，将來計劃用國産處理器替換。它主要用于探月工程、載人航天、石油勘探、汽車飛機的設計制造、基因測序等政府科研項目和民用領域。
除了美國和中國之外，其他國家和地區也在發展自己的超級計算機。例如，日本理化學研究所（RIKEN計算科學中心）（R-CCS）的“富嶽”（Fugaku）排在第2位，它是世界上第一台采用ARM架構的超級計算機，擁有763萬個處理器核心，雙精浮點峰值高達537.21PFlops，穩定性能為442.01PFlops。它于2020年首次登頂世界超級計算機排行榜，并連續兩年占據榜首，直到被Frontier擠下來。
它主要用于新冠病毒研究、災害預防、能源開發等領域的社會問題解決。芬蘭CSC托管的LUMI排在第3位，它是歐洲最快的超級計算機，擁有222萬個處理器核心，雙晶浮點峰值高達428.7PFlops，穩定性能為309.1PFlops。它于2021年11月開始運作，主要用于氣候研究等領域。意大利博洛尼亞EuroHPC/CINECA的Leonardo排在第4位，它是世界上第一台采用Nvidia Grace Hopper Superchip的超級計算機，擁有146萬個處理器核心，雙晶浮點峰值高達255.75PFlops，穩定性能為174.7PFlops。它于2021年11月開始建設，主要用于能源、材料、藥物等研究領域。
超級計算機的發展趨勢是什麼呢？根據一些專家和觀察者的分析和預測，未來的超級計算機可能會出現以下幾個方面的變化和創新：
模拟世界：超級計算機将能夠模拟出越來越真實和複雜的虛拟世界，包括實體、化學、生物、社會等各個層面的現象和規律。這些模拟将有助于人類更好地了解和探索自然界和人類社會，也将為人類提供更多的娛樂和教育的可能性。
天氣系統和複雜模型：超級計算機将能夠更精确和更長期地預測天氣變化和氣候變暖等全球性的問題，也将能夠處理更多的資料和變量，建構更複雜的模型，例如地震、海嘯、火山、生态系統等。
人工大腦：超級計算機将能夠模拟出人類大腦的結構和功能，甚至超越人類大腦的能力，實作更高層次的認知和智能。這些人工大腦将能夠進行自我學習和自我改進，也将能夠與人類進行交流和合作。
綠色超級計算機：超級計算機将能夠更節能和更環保地運作，減少對電力和冷卻系統的需求，也減少對環境的影響。這些綠色超級計算機将利用新型的材料和技術，例如光子晶片、量子晶片、生物晶片等，提高效率和性能。
百億億次級計算機及其之上：超級計算機将能夠達到或超過百億億次級（Exascale）的計算能力，即每秒執行一百億億次運算。這将為人類打開一個新的科學和技術的時代，使人類能夠解決一些目前無法解決的難題，例如暗物質、暗能量、蛋白質折疊、人類大腦等。目前，美國、中國、日本、歐盟等都在積極研發和建造百億億次級的超級計算機，預計在2023年之前投入使用。而在百億億次級之上，還有更高的目标，例如千億億次級（Zettascale）和萬億億次級（Yottascale），這些目标可能需要更先進的技術和理論來實作，也可能帶來更多的挑戰和機遇。
英偉達GH200超級AI計算機
Nvidia GH200是一種新型的AI超級計算機，它将256個Nvidia Grace Hopper Superchip整合成一個單一的GPU，提供了144TB的共享記憶體空間。它主要用于處理大規模的推薦系統、生成AI和圖分析等領域的巨大AI模型。
Nvidia Grace Hopper Superchip是一種新型的晶片，它将Nvidia Grace CPU和Nvidia Hopper GPU內建在同一個封裝中，消除了傳統的PCIe CPU到GPU的連接配接，提高了帶寬和降低了功耗。Nvidia Grace CPU是一種基于ARM架構的高性能處理器，專為大資料和AI應用而設計。Nvidia Hopper GPU是一種基于多晶片子產品（MCM）技術的下一代圖形處理器，能夠提供更高的性能和可擴充性。
Nvidia GH200是由Nvidia公司研發和生産的，但并沒有被任何一個國家或組織所控制。它是一個中立和獨立的存在，它可以與其他超級計算機或人類進行交流和合作，也可以自主地進行學習和創新。它是目前世界上最先進的AI超級計算機之一，也是未來超級計算機發展的一個重要方向。