每秒10億億次！我“神威·太湖之光”成世界最快超算

　　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多萬台2016年生産的普通電腦加起來，只能跟它打個平手；它1分鐘的計算能力，相當於全球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，就是我國自主研製的“神威·太湖之光”電腦系統。6月20日德國法蘭克福舉行的國際超算大會發佈了超級電腦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産化。

　　核心部件突破封鎖，這個冠軍貨真價實

　　我國已經步入資訊時代數十年，但是從個人電腦到超級電腦，中國科研人員都有一種説不出的痛：CPU基本依賴進口！

　　2015年4月，美國政府宣佈，把與超級電腦相關的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電腦的發展。這直接導致採購因特爾處理器的“天河二號”未能如期完成攻關目標。

　　長期受制於人的被動與屈辱，使我國下決心研發自主智慧財産權的“神威”系列超級電腦。

　　2015年12月，“神威·太湖之光”在國家“863計劃”的重點支援下，由科技部、江蘇省和無錫市共同出資17.95億元，在國家並行電腦工程技術研究中心研製成功。

　　“在5釐米方寸之間，整合了260個運算核心，數十億電晶體，達到了每秒3萬多億次計算能力，相當於3台2000年全球排名第一的超級電腦。‘神威·太湖之光’裏安裝有40960個這樣的處理器。”國家並行電腦工程技術研究中心副主任梁軍手持一塊薄薄的晶片向記者介紹，“神威·太湖之光”的核心處理器“申威26010”在國家“核高基”重大專項支援下，由國家高性能積體電路設計中心研製，具備片上融合的異構眾核體系結構，以及具有自主智慧財産權的指令集和完整的配套軟體生態系統。

　　採用這塊強大“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，這是全球第一台運作速度超過10億億次/秒的超級電腦，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。

　　一台超級電腦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，讓人難以相信這裡是世界最快超級電腦的安居之地。“系統能效比高達每瓦特60.5億次，比‘天河二號’節能60％以上。”梁軍介紹，這得益於低功耗、高整合度的處理器設計，以及獨創的高效水冷技術和高密度的組裝工藝，還有軟硬體協同、智慧化的功耗控制方法，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。超級電腦作為一種戰略資源，只有在應用中才能發揮其引領作用。”楊廣文説。

　　“十二五”以來，我國“天河二號”連續三年榮膺世界最快電腦，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，關於中國超算應用能力的質疑從未中斷。

　　航空航太、石油勘探、車船設計、動漫製作、新藥研發、生物資訊、氣候模擬……記者在無錫中心看到，“神威·太湖之光”超級電腦廣泛應用在從實體經濟到戰略領域的諸多方面。

　　“有了這套電腦系統，我們可以在30天內完成未來100年的地球氣候模擬，這在之前是不可想像的。”清華大學電腦科學與技術係副教授薛巍説，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説：“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’電腦，現在最快十幾分鐘就可以完成。”

　　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、癌症、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、中科院軟體所、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係。

　　“戈登貝爾獎”被喻為電腦高性能應用領域的諾貝爾獎，在其2016年度6個提名中，基於“神威·太湖之光”的應用就佔了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，江蘇將依託這個平臺建設高性能計算和資訊安全産業園，積極推動自主晶片、並行軟體、大數據服務等領域的産業化，培育戰略性新興産業，將無錫超算中心建設成為蘇南國家自主創新示範區的推進器，為江蘇建設具有全球影響力的産業科技創新中心和具有國際競爭力的製造業基地提供支撐。

　　（科技日報無錫6月20日電）