[科普中国]-次超级计算机

次超级计算机是一种短暂存在的计算机的级别，出现于20世纪80年代中期，特点是结合了并行向量处理和小规模的多元处理。由于使用并行向量处理的科学计算越来越流行，对于在非公司层面而是在部门级别使用的低成本系统的需求为新的计算机厂商创造了进入市场的机会。通常这种稍小型的计算机的价格仅为超级计算机的十分之一。

简介次超级计算机有着几个显著的在技术、经济和政治方面的特点。首先，它在硬件方面比之前的大型机和小型机更加多样化，而在软件方面则反之。其次，超大规模集成电路的发展使得它相对便宜。这种计算机的市场目标是成本效益和快速制造。再次，值得注意的是这些厂家并不制造次超级计算机：在美国的IBM和传统大型机厂家；美国之外的日本超级计算机厂家和俄罗斯（尝试制造小型机）。

1990年代出现了携带高性能浮点运算器的微处理器（例如MIPS R8000和IBM POWER 2），基于这种微处理器的廉价的科学工作站侵蚀了对次超级计算机的需求。

行业期刊《Datamation》提出了术语“crayette”，意味着指令集兼容于克雷公司。1

并行向量处理机向量处理器，又称数组处理器，是一种实现了直接操作一维数组（向量）指令集的中央处理器（CPU）。这与一次只能处理一个数据的标量处理器正相反。向量处理器可以在特定工作环境中极大地提升性能，尤其是在数值模拟或者相似领域。向量处理器最早出现于20世纪70年代早期，并在70年代到90年代期间成为超级计算机设计的主导方向，尤其是多个克雷（Cray）平台。由于90年代末常规处理器设计性能提升，而价格快速下降，基于向量处理器的超级计算机逐渐让出了主导地位。

现在，绝大多数商业化的CPU实现都能够提供某种形式的向量处理的指令，用来处理多个（向量化的）数据集，也就是所谓的SIMD（单一指令、多重数据）。常见的例子有VIS,MMX,SSE,AltiVec和AVX。向量处理技术也能在游戏主机硬件和图形加速硬件上看到。在2000年，IBM，东芝和索尼合作开发了Cell处理器，集成了一个标量处理器和八个向量处理器，应用在索尼的PlayStation 3游戏机和其他一些产品中。

其他CPU设计还可能包括多重指令处理多重（向量化的）数据集的技术——也就是所谓的MIMD（多重指令、多重数据）——并实现了VLIM。此类设计通常用于特定应用场合，而不是面向通用计算机的市场化产品。在富士通的 FR-V VLIW/vector 处理器中，组合使用了两种技术。1

多元处理多元处理（英语：Multiprocessing），也译为多处理器处理、多重处理，指在一个单一电脑系统中，使用二个或二个以上的中央处理器，以及能够将计算工作分配给这些处理器。拥有这个能力的电脑系统，也被称为是多元处理器系统（Multiprocessing system）。

当系统拥有多个处理器时，在同一时间中，可能有数个程序在运行。有时候，运行并发性程序，也会被称为是多元处理。只是当使用在软件时，通常会称为多元程序（multi-programming），或多任务处理（multitasking）。多元处理主要用于指超过一个以上处理器的电脑硬件架构的计算能力。1

超大规模集成电路超大规模集成电路（英语：very-large-scale integration，缩写：VLSI），是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路，其集成度大于大规模集成电路。集成的晶体管数在不同的标准中有所不同。从1970年代开始，随着复杂的半导体以及通信技术的发展，集成电路的研究、发展也逐步展开。计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例，超大规模集成电路设计（VLSI design），尤其是数字集成电路，通常采用电子设计自动化的方式进行，已经成为计算机工程的重要分支之一。2

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学