每秒10億億次！我“神威·太湖之光”成世界最快超算

來源：  編輯：admin 時間：2016/6/21 閱讀次數：539

想像一下，滴答一聲，就能計算十億億次，這是多快的運算速度？

如果把200多萬臺2016年生產的普通電腦加起來，只能跟它打個平手；它1分鐘的計算能力，相當于全球72億人同時用計算器不間斷計算32年。

這個快到令人咋舌的超級計算高手，就是我國自主研制的“神威·太湖之光”計算機系統。6月20日德國法蘭克福舉行的國際超算大會發布了超級計算機TOP500榜單，“神威·太湖之光”以近3倍于第二名的運算速度摘得桂冠。更令人振奮的是，它實現了包括處理器在內的全部核心部件的國產化。

核心部件突破封鎖，這個冠軍貨真價實

我國已經步入信息時代數十年，但是從個人電腦到超級計算機，中國科研人員都有一種說不出的痛：CPU基本依賴進口！

2015年4月，美國政府宣布，把與超級計算機相關的4家中國機構列入限制出口名單，其目的是想限制中國超級計算機的發展。這直接導致采購因特爾處理器的“天河二號”未能如期完成攻關目標。

長期受制于人的被動與屈辱，使我國下決心研發自主知識產權的“神威”系列超級計算機。

2015年12月，“神威·太湖之光”在國家“863計劃”的重點支持下，由科技部、江蘇省和無錫市共同出資17.95億元，在國家并行計算機工程技術研究中心研制成功。

“在5厘米方寸之間，集成了260個運算核心，數十億晶體管，達到了每秒3萬多億次計算能力，相當于3臺2000年全球排名第一的超級計算機?！裢ぬ狻锇惭b有40960個這樣的處理器?！眹也⑿杏嬎銠C工程技術研究中心副主任梁軍手持一塊薄薄的芯片向記者介紹，“神威·太湖之光”的核心處理器“申威26010”在國家“核高基”重大專項支持下，由國家高性能集成電路設計中心研制，具備片上融合的異構眾核體系結構，以及具有自主知識產權的指令集和完整的配套軟件生態系統。

采用這塊強大“中國芯”的“神威·太湖之光”，不僅一舉突破封鎖，而且峰值性能、持續性能、性能功耗比三項關鍵指標均居世界第一。

據國家超級計算無錫中心主任楊廣文介紹，這是全球第一臺運行速度超過10億億次/秒的超級計算機，峰值性能高達12.5億億次/秒，持續性能達到9.3億億次/秒，接近“天河二號”的3倍。

一臺超級計算機的能耗幾乎與一個小型城鎮相當，因此能耗控制也至關重要。

步入“神威·太湖之光”所在的機房，除了環境空調聲，沒有其他任何噪音，讓人難以相信這里是世界最快超級計算機的安居之地?！跋到y能效比高達每瓦特60.5億次，比‘天河二號’節能60％以上?！绷很娊榻B，這得益于低功耗、高集成度的處理器設計，以及獨創的高效水冷技術和高密度的組裝工藝，還有軟硬件協同、智能化的功耗控制方法，實現了層次化、全方位的綠色節能。

從拼速度到比應用，國之重器擔當大任

國之重器，重在應用。

“一個系統先讓它好用，才能把它用好。超級計算機作為一種戰略資源，只有在應用中才能發揮其引領作用?！睏顝V文說。

“十二五”以來，我國“天河二號”連續三年榮膺世界最快計算機，相比之下，我國超算在應用方面卻鮮有國際頂尖的成果。因此，關于中國超算應用能力的質疑從未中斷。

航空航天、石油勘探、車船設計、動漫制作、新藥研發、生物信息、氣候模擬……記者在無錫中心看到，“神威·太湖之光”超級計算機廣泛應用在從實體經濟到戰略領域的諸多方面。

“有了這套計算機系統，我們可以在30天內完成未來100年的地球氣候模擬，這在之前是不可想象的?！鼻迦A大學計算機科學與技術系副教授薛巍說，它將全面提升我國應對極端氣候事件和自然災害時的減災防災能力，同時大大增強我國在全球溫室氣體減排談判中的話語權。

從2015年底就常駐無錫的國家海洋局第一研究所研究員趙偉說：“過去2—3小時才能發出的海嘯預警，我們通過‘神威·太湖之光’計算機，現在最快十幾分鐘就可以完成?！?/span>

此外，國家計算流體力學實驗室運用“神威·太湖之光”對“天宮一號”返回路徑進行的數值模擬計算，將為它的返回提供精確預測；上海藥物所借助“神威·太湖之光”開展的藥物篩選和疾病機理研究，短短2周便完成常規需要10個月的計算，大大加速了白血病、癌癥、禽流感等疾病的藥物設計進度。

目前，國家超級計算無錫中心已與北京大學、中科院軟件所、中船重工702所、遠景能源、清華大學、國家計算流體力學實驗室等國內30多家用戶單位建立應用合作關系。

“戈登貝爾獎”被喻為計算機高性能應用領域的諾貝爾獎，在其2016年度6個提名中，基于“神威·太湖之光”的應用就占了3個，分別涉及大氣、海洋、材料3個領域，這也是我國首次在此獎項中獲得提名。

江蘇省科技廳廳長王秦介紹，江蘇將依托這個平臺建設高性能計算和信息安全產業園，積極推動自主芯片、并行軟件、大數據服務等領域的產業化，培育戰略性新興產業，將無錫超算中心建設成為蘇南國家自主創新示范區的推進器，為江蘇建設具有全球影響力的產業科技創新中心和具有國際競爭力的制造業基地提供支撐。