每当新款的智能手机或者家用电脑发布时，人们讨论最多的话题总是离不开中央处理器（CPU）的运算性能以及散热问题。可能我们并不清楚电子设备的CPU内部具体的计算架构，但却可以真切地感受到CPU运算能力的提升给我们生活、工作带来的巨大改变。
实际上，小到我们中学时期经常使用的科学计算器，大到现在日常办公必备的笔记本电脑，这些具备数据处理能力的电子设备都可以统称为电子计算机。
那么，在经典计算机的基础上，有没有更快、更强的计算机呢？
“0”与“1”组成的奇妙世界
当我们每次按下手机按键或者电脑键盘的时候，这些字符或者信息首先需要被转化为电子计算机能够处理的编码：0或者1的排列组合。
例如，根据ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息互换标准代码）的字符编码，英文字母K被编码为“01001011”。而当经过电子计算机CPU的运算处理后，一串0或1编码的信息又可以转化成我们认识的字母或者图片呈现在眼前。
在电子计算机的CPU中，电子晶体管可以作为0或者1进行数值运算的基本单元，此时电子晶体管的通路可以代表数值1，断路就代表数值0，而当数以百万计的电子晶体管及其他电子元件通过超大规模集成电路工艺被封装在一小块半导体晶片上时，这种具备数据处理能力并且被微型封装的集成电路一般简称为“芯片”。
16核不够用？那就再多“亿”点！
然而，随着生活和工作中数据处理任务的不断增加，电子设备上CPU单一核心的运算能力往往很难达到需求，这时候我们可以在CPU上集成多个运算核心，从而保证多个核心可以同时独立地处理数据任务。
现在常见的商用计算机一般是采用8核CPU，甚至某些用以处理大型计算任务的工作站会拥有16核CPU。
但即使这样高性能的计算机也难以满足越来越复杂的计算需求，以我们常见的天气预报为例，计算机需要将特定区域的大气层离散成网格进行数值模拟，而如果要达到对未来3天的准确度达到90%以上的气象预测，则需要高达百亿量级的浮点运算，如果普通商用计算机来计算的话，需要耗时至少半个月。
此外，大数据中心支持下的城市智能交通和在线云端计算都需要指数量级的数据处理能力，于是，人们开始着手将高达数百万的CPU互联起来协同工作，从而建造能够并行计算的“超级计算机”。
实际上，“超级计算机”并非单独一台拥有超级算力的计算机，而是超级计算机集群的简称。
也就是说，超级计算机集群的每个节点都是一台独立的计算机，它的“超级”之处在于自己内部存在独特的节点互联的结构，这样就可以同时调度所有节点上的成千上万颗CPU，并且每颗CPU内一般有几十个物理核心，从而拥有指数量级的数据处理能力。