高性能计算(High Performance Computing，HPC)是计算机科学的一个分支，主要是指从体系结构、并行算法和软件开发等方面研究开发高性能计算机的技术。电子计算机在诞生之初主要就是为科学计算服务的。至20 世纪60 年代, 随着技术的成熟, 计算机开始走向商业领域, 且应用范围越来越广。为有别于“通用计算机”,专门针对科学计算进行优化设计的计算机开始被称为“高性能计算机”。随着信息化社会的飞速发展, 高性能计算已成为继理论科学和实验科学之后科学研究的第三大支柱。在高性能计算技术快速发展与高性能计算服务广泛应用的相互推动下，高性能计算已从科学与工程计算扩展到电子商务、金融、保险、信息等高新产业和服务业以及工业和制造业等传统产业。

高性能计算技术主要有两个发展方向:在深度上致力于研制具有快速运算能力的高性能计算机; 在广度上注重于开发具有广泛应用前景的高性能服务器。高性能计算正在变得与计算密集型应用越来越密不可分，已成为量子力学物理、天气预报、气候研究、分子建模、物理仿真、密码分析、石油勘探等领域的重要手段，而只有千万亿次(Petaflops)级别的高性能计算系统才能帮助这些领域取得更加精湛的成就。高性能计算技术的发展水平已经成为衡量一个国家高新科技水平和综合实力的重要标志。

近年来，国际超级计算机TOP500排名越来越受到世界各国的重视。因为超级计算机被誉为“计算机中的珠穆朗玛峰”，是世界高新技术领域的战略制高点。2010年11月，这次全球超级计算机TOP500排行榜正式公布，来自我国国家天津计算中心的天河一号A获得冠军，TOP500榜单再次被刷新。在这次发布的TOP500排名中，美国275席、英国24席、法国26席、中国41席、德国26席、日本26席、俄罗斯11席。中国在前十中已占有2席，成为仅次于美国，总体占有率（8.2%）位居第二的国家。

作为国家超级计算天津中心的业务主机，“天河一号”已在石油勘探、高端装备研制、生物医药、动漫设计、新能源、新材料、工程设计与仿真分析、气象预报、遥感数据处理、金融风险分析等方面获得成功应用，现已为20多家用户单位提供了高性能计算服务。超级计算机的助力，将会使得产业的发展“如虎添翼”。以气象预报为例，气象工作离不开高性能计算机，而且每隔三四年就有一次主机的更新，速度还要提高一个数量级。在前10年，我们还只能选择国外品牌高性能计算机，而近几年以曙光为代表的高性能计算机已经明显提升了气象服务的综合实力。曙光机在我国气象领域取得了非常广泛的应用，大大促进了中国气象科技水平的提升。在工业和制造业领域，传统飞行器设计方法试验昂贵、费时, 所获信息有限, 迫使人们利用高性能计算技术，采用先进的计算机仿真手段指导设计, 大量减少原型机试验, 缩短研发周期, 节约研究经费。在航空、航天、汽车等工业领域, 利用CFD进行的反复设计、分析、优化已成为标准的必经步骤和手段。

在国外，高性能计算机应用已经具有相当的规模，在各个领域都有比较成熟的应

用实例。在政府部门大量使用高性能计算机，能有效地提高政府对国民经济和社会发展的宏观监控和引导能力，包括打击走私、增强税收、进行金融监控和风险预警、环境和资源的监控和分析等等。在发明创新领域，壳牌石油公司通过全球内部网和高性能服务器收集员工的创新建议，加以集中处理。其中产生了一种激光探测地下油床的新技术，为该公司发现了3亿桶原油。在设计领域，好利威尔公司和通用电气公司用网络将全球各地设计中心的服务器和贵重设备连于一体，以便于工程师和客户共同设计产品，设计时间可缩短100倍。对很多大型企业来说，采购成本是总成本的重要组成部分。福特用高性能计算机构造了一个网上集市，通过网络连到它的3万多个供货商。这种网上采购不仅能降低价格，减少采购费用，还能缩短采购时间。福特估计这样做大约能节省80亿美元的采购成本。此外，制造、后勤运输、市场调查等领域也都是高性能计算机大显身手的领域。

实际上除用于科学与工程的大量计算需求外，高性能计算机90%的用途已是非科学计算的数据处理、事务处理和信息服务，随着“云计算”“云制造”的到来，全世界将有数十亿的客户端设备，它们需要连到数百万台高性能服务器上。高性能计算机将越来越得到产业界的认同，成为重要的生产工具。