标题：美国国家超级计算应用中心
简介
国家超级计算机应用中心（National Center for Supercomputer Applications，简称NCSA），这是美国最大的公共超级计算机机构，始建于1985年。  National Center for Supercomputing Applications的首字母缩略词。是坐落在Urbana-Champaign 的伊利诺伊大学的一个研究中心。NCSA 作为美国国家科学基金会(National Science Foundation)的一部分，成立于1985 年，以NCSA Mosaic(第一个图形Web 浏览器)和NSCA Telnet 而闻名。　
国家超级计算应用中心（National Center for Supercomputing Applications，NCSA）是美国国家科学基金会按照其超级计算机中心计划最早设立的四个个中心之一（另外三个是圣地亚哥超级计算机中心、匹兹堡超级计算机中心和新近成立的德州高级计算机中心。），它是伊利诺伊大学香槟分校的一部分。1983年该校的电脑系的一个由拉雷·斯马尔领导的小组相国家科学基金会交递了一份未经批准的建议。1985年国家科学基金会宣布出钱设立国家超级电脑应用中心。1986年1月该中心的首台超级电脑启用。一开始国家超级计算应用中心的职工的办公室分布在伊利诺伊大学香槟分校的各地，主要在贝克曼研究所的建筑中，后来才建造了一座新建筑，将所有部门集中到了这座新建筑中。这座新建筑位于校园的本部，而中心的超级电脑则依然放在该校高级计算中心的建筑中。国家超级计算应用中心与其它大学、高等院校、政府机关、私有公司、社群和学校合作来发现能够对这些机构有益的虚拟信息基础设施。它获得国家科学基金会、伊利诺伊州、伊利诺伊大学、工业界和其它联邦机构的资助。广义地说国家超级计算应用中心有提供虚拟信息资源、设置虚拟信息环境和改进电脑系统的任务。[1]
计算能力
NCSA有多台超级计算机，其中一些名列全球超级计算机Top500排行榜之列。　　2010年的世界500强超级计算机名单其中就有5台出自NCSA。
  
NO.8：Abe - 2007 - 90TFlops　　
NO.47：T3 - 2006 - 22TFlops　　
NO.90：Tungsten － 2003 － 16.4TFlops　　
NO.160：Mercury － 2004 － 10.2TFlops　　
NO.246：Cobalt－2005 － 6.55TFlops　　
在理论上，NCSA的最大总运算能力是146TFlops。但由于网络和存储空间的变化，运算能力也会时有不同。但简而言之就是，高端多核心计算机需要花数天才能完成NCSA一秒钟的运算量。 我们计算过，NCSA的原始计算能力大约是高端计算机的37,000倍。从理论上说，如果要家用电脑完成NCSA在2.37秒内完成的运算量，预计得要1整天的时间。简单来说，超级计算机与普通家用电脑的主要区别就是巨大的内存和硬盘容量、以及网络运行能力。 其实，超级计算机已经给整个产业和研究带来许多益处。目前整个产业所面临的问题越来越多，因此就需要更强大的处理能力来解决这些问题。现在我们发现问题的能力要远远高于解决问题的能力。但未来几年内，运算能力有望提高至10PFlops，这将是目前超级计算机运算能力的10倍。[1]
历史沿革
  圆圆的房子就是NCSA起家的地方国家超级计算应用中心（以下简称NCSA）是美国最大的公共超级计算机机构，始建于1985年。NCSA的早期岁月十分艰难。由于当时超级计算机还属于新生事物，未引起公众的关注，因此NCSA十分缺乏运作资金。同时，NCSA还受到旧的技术观点的打压而经常处于被动地位。但在第一台Cray X-MP/24超级计算机问世后，许多持怀疑论的人逐渐改变了他们错误的观点。其实，目前的许多桌面式电脑在性能、内存、硬盘容量方面都远远高于原始Cray超级计算机。换个角度想想，在Cray计算机问世20年后的今天，我们每个人都拥有了在当时看来牛到极点的超级计算机。
  位于NCSA楼前纪念Mosaic网页浏览器的纪念碑
另外值得一提的是，NCSA还是网络浏览器的发源地。Marc Andreesen曾在NCSA工作过，期间他获得了大量与Internet接触的机会。后来他开发出了一个代号为“Mosaic”的网络浏览器，并写出了更为大家熟知的“Netscape”浏览器。[1]
NSCA内部结构
建筑  
NCSA以前有7栋大楼，后来建成了两栋更大的大楼，把300多名员工集中在了一起，其中包括负责软件研发、测试、验算和分析的员工。另外在数据计算出来以后，还需要经过由Donna Cox领导的高级可视化部门（Advanced Visualization）的处理。该部门负责制作出3D模块，并用一种更切行的方法来进行研究。从外面看，我们根本不知道NCSA的大楼里到底发生了什么。只有一个“高级计算大楼（Advanced Computation Building）”的标志透露了一点点玄机。要想进入大楼，就要先通过大楼外部的安检。安检处有音视频设备、键盘、卡扫描仪等。进入大楼以后，可以通过一楼的树脂玻璃电梯到其他楼层。从2楼出来就是在主控制室的后面，在这里可以监控每一个单独的处理器。散热NCSA采用了一个十分酷的散热系统。它有四个空气冷却器组成，每一个都有12英尺高、20英寸宽、30英寸长。每一个散热系统里都有一整墙的空气冷却器、一个热交换器、一个排气孔。从排气孔排除的热气达到50华氏度。防火NCSA为每一台超级计算机配备的防火系统都是水冷型的。原来他们一直认为海龙灭火系统是最好的选择，但随着设备的不断增加，然后发现海龙系统对环境的影响很大，价格昂贵且需要一个专用的通气装置。后来就改用了简单实用的水渗透防火控制装置。每一条水管的直径大约是18英寸（约46厘米），每分钟水的流量有好几百加仑。除了水渗透灭火装置外，还有好几个烟火传感器，一旦有地方冒烟，桔红色的PVC水管就会识别。电力供应NCSA的每一栋楼都需要至少1.7兆瓦特的电力。NCSA有两个UPS装置，可以保证在停电的情况下继续运行15分钟。而且供电系统永远不会停电。故障情况对于任何一个企业或科研机构来说，平均故障时间（MTBF）都是决不容忽视的大事。其负责人解释说，“假设只有一个灯泡，它的寿命是多长？如果你有两个灯泡，其中一个可以用多长时间？如果你有100个、1000个、10000个甚至更多灯泡，他们的使用时间又有多长？现在的超级计算机已经有多个处理器，如果这些处理器出问题，我们的工作就是要发现故障，然后把影响降到最低。”[1]
提供的服务
NCSA其实是一个开放社区，也就是说，如果有需要，你或我或他都可以使用他们的设备。NCSA是美国四大开放专业机构之一，并且也拥有一些小的实验室和工作场所。NCSA的工作人员都在为解决用于未来新型家庭设施的处理器可能出现的问题而努力研究。这样的处理器大约有10万个（超过40万个核心）。NCSA推动着全球硬件和软件的高速发展。目前在NCSA大约有20个团队在为明日可能出现的问题昼夜不停的工作着。正是由于NCSA的存在，才有了网络浏览器、更快的以太网、更便宜的纤维光学、更大的内存和硬盘、更快的处理器、更低的功耗……。[1]
开销与经费
NCSA会在哪些地方花钱呢？除了电脑、网络、硬盘、内存、散热设备需要花钱外，NCSA还支付存放超级计算机的场地费用、维护费、好几百人的工资等等。我们单说工资好了。假设平均每一个技术人员每年的薪水是7万美元，NCSA一年的人力成本就要超过2000万美元。 NCSA花在设备运行上的费用是以每小时数千美元计算的，也就是说每个处理器每小时的维修费是1美元。贵吗？太不贵了。因为与上世纪80年代每个处理器每小时的维修费达到1000－1800美元相比，已经便宜到可以忽略不计了。　　
另外，NCSA每年的电费大约是150万美元，也就是说每秒的电费是3美元，其中66%花在散热系统上，33%花在计算机上。　　
NCSA主要由伊利诺斯州大学和美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）共同赞助。但NCSA有许多不同的项目，因此赞助的资金要怎么分配就完全取决了该项目的价值了。[1]
部分项目
MosaicMosaic是世界上第一个图像化的网页浏览器程序，它是国家超级电脑应用中心的马克·安德里森和埃里克·拜纳写的，它对万维网和因特网的普及和成长起了巨大的作用。后来安德里森和拜纳两人又开发了网景导航者浏览器。Mosaic的权利后来转给了望远镜娱乐公司（Spyglass Entertainment），成为Internet Explorer的基础。CGICGI是在1993年由美国国家超级电脑应用中心（NCSA）为 NCSA HTTPd web 服务器开发的。这个WEB服务器使用了 UNIX shell 环境变量 来保存从Web服务器传递出去的参数，然后生成一个运行CGI的独立的进程。ApacheApache起初由伊利诺伊大学香槟分校的国家超级电脑应用中心（NCSA）开发。视觉部门视觉中心曾经为多家电影制作机构进行渲染以及复杂运算处理，大量IMAX高分辨率的电影在此进行渲染与处理，其中以Cosmic Voyage（宇宙旅行）这部短片著名。[2]“蓝水”计划2012年1月，美国伊利诺伊大学国家超算应用中心（NCSA）新的“蓝水”千万亿次级可持续超级计算机完成早期科学系统——装机48柜的Cray XE6超算系统，规模约占整个“蓝水”系统的15%，剩余的部分将在未来数月内建成。世界各地挑选出来的科研团队将开始在各个领域使用该早期科学系统。同时，Cray公司和NCSA的团队也将使用早期科学系统来为整个“蓝水”超级计算机的运行做好准备。　　
“蓝水”预计是世界上最强大的超级计算机之一。使用该系统，科学家们将在近乎所有科研领域中取得突破。例如解释病毒如何感染细胞；了解大爆炸后宇宙如何演变；在原子和复合物水平设计新材料；预测飓风和龙卷风的行为；模拟全球气候变化产生的影响等。[3]