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2005年，美国能源部（DoE）橡树岭国家实验室的工程师们推出了Jaguar，这是一个后来升级为世界领先的超级计算机的系统。到2011年，它已发展成为一个房间大小的系统，使用七兆瓦的能量，运行近225,000个处理器核心，峰值性能为2.3千万亿次浮点运算，即每秒2.3千兆万亿次计算。超越Jaguar虽然对于交付对复杂能源挑战的更复杂建模是必要的，但这并非易事。
简单地添加更多的CPU，或中央处理器，以将Jaguar扩展到20千万亿次浮点运算，将需要足够的能量为60,000个家庭供电。为了超越他们自己的记录，橡树岭的工程师们转而求助于视频游戏——或者更准确地说，是微软Xbox、任天堂Wii和其他视频游戏系统中使用的图形处理器。
截至周一，Jaguar成为泰坦，这是一款利用CPU和GPU（图形处理器）加速器来提供比Jaguar高10倍性能，且能效高出五倍以上的超级计算机。
泰坦的速度和效率的关键在于一种设计，该设计使用了超过18,500个NVIDIA GPU，以及近300,000个CPU核心，这些核心通常构成高性能计算机的基础。GPU约占系统计算性能的90%，并使泰坦能够保持与Jaguar大致相同的尺寸。
当完全加速运行时，泰坦（Cray XK7系统）有望成为世界上最强大的开放科学超级计算机，甚至比DoE的Sequoia更强大，Sequoia是一个16.3千万亿次浮点运算的IBM Blue Gene/Q系统，于6月被誉为世界上最快的超级计算机。Sequoia与Jaguar/Titan（在列表中排名第六）的不同之处在于，Sequoia专门由DoE的国家核安全管理局用于监控美国核武器。泰坦将由各种研究人员用于各种项目。
泰坦最初将支持橡树岭的少数关键项目，包括Denovo，这是一款模拟核电反应堆中中子行为的模拟软件。橡树岭的工程师为Jaguar设计了Denovo，作为帮助延长美国老化的核电站寿命的一种方式，这些核电站提供了该国约五分之一的电力。运行Denovo时，泰坦将需要13个小时来模拟反应堆堆芯在特定时间点的完整状态，而Jaguar完成这项工作需要60个小时。
橡树岭先进轻水堆模拟联盟(CASL)的计算科学家Tom Evans说：“均匀燃烧核燃料的能力很大程度上取决于了解和能够预测堆芯中中子的分布。”该联盟创建了Denovo。泰坦将实现更精确的模拟。
泰坦的计算还将用于提供用于制造电动机和发电机的材料的纳米级分析，以及模拟内燃机中各种燃料的燃烧。另一个应用将模拟长期全球气候。泰坦来年相当大一部分容量将用于DoE的创新和新型计算对理论和实验的影响计划(INCITE)，该计划邀请学术界、政府研究人员和行业申请访问超级计算机以进行各种项目。
然而，性能是有代价的。由于Jaguar仅使用CPU，因此其计算机体系结构更简单，这反过来又使其软件编写更容易。Evans说：“为像泰坦这样的机器编写代码的算法复杂性是巨大的。” “对我们来说，首要任务是让CPU和GPU协同工作。”
泰坦可能处于前沿，但Evans已经渴望获得更多的计算能力。理想情况下，Evans和他的团队希望在完整的反应堆燃耗周期内进行完整的高保真3D模拟，这需要在许多反应状态点进行计算——而不仅仅是单个时间点。尽管泰坦功能强大，但即使是泰坦也可能无法实现这一点。Evans说：“我们想突破极限，但现实是泰坦还无法让我们达到目标。” 完成这项工作所需的计算资源是巨大的，Evans指出他和他的团队并非独占泰坦。看来工程师们最好开始着手开发泰坦的继任者了。