新一期全球超级计算机500强榜单近日公布,使用中国自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二号”登上榜首,中国超算上榜总数量也有史以来首次超过美国名列第一。全球超算,唯快不破。但追逐超算的意义不仅是赢得速度之争,更重要的是要以超算“致用”,获得更多的科学发现。

速度超快　一分钟计算能力等于全人类算32年
　　“神威太湖之光”计算机系统由国家并行计算机工程技术研究中心研制,落户在国家超级计算无锡中心,2015年12月21日完成整机系统性能测试,目前由清华大学负责运营。国家超级计算无锡中心主任杨广文教授介绍,这套超级计算机系统取得了三大突破,其峰值性能、持续性能、性能功耗比三项关键指标均居世界第一。
　　其一,数量级的突破。这是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机,峰值性能高达12.54亿亿次/秒,持续性能达到9.3亿亿次/秒,接近“天河二号”的3倍。杨广文教授打了个比方说,“神威太湖之光”一分钟的计算能力相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。
　　其二,自主研发的突破。与“天河二号”采用INTEL处理器不同,“神威太湖之光”全部采用自主中国芯:“申威26010”众核处理器。在国家超级计算无锡中心1000平方米的主机房内,整齐排布着两组共40个运算机仓,每个机仓容纳1024个芯片,共计40960个芯片。
　　其三,绿色节能的突破。杨广文教授说,过去超级计算机的用电量堪比一个中小城市,业界因此把能效比作为衡量其先进性的一项重要指标。“从低功耗、高集成度的处理器设计,到高速高密度的工程实现技术；从世界领先的高效水冷技术,到软硬件协同、智能化的功耗控制方法,‘神威太湖之光’实现了层次化、全方位的绿色节能,功耗比达到每瓦特60.51亿次运算。”
国之重器　从实体经济到战略领域可广泛应用
　　计算与理论研究、科学实验并称为人类探索未知世界的三大科学手段。超级计算属于战略高技术领域,是世界各国竞相角逐的科技制高点。我国自863计划实施以来,即持续支持超级计算系统的研发,但鉴于处理器设计制造起步较晚、基础薄弱,相当一段时间都不能摆脱受制于人的局面。2015年4月,美国宣布对中国禁售高性能处理器,再次为我们敲响警钟。杨广文教授表示,此番“神威太湖之光”问鼎之举,足以打消由此给中国超算发展带来的顾虑。
　　航空航天、石油勘探、车船设计、动漫制作、新药研发、生物信息、气候模拟……超级计算广泛应用在从实体经济到战略领域的诸多方面。杨广文教授表示,国家超级计算无锡中心将充分发挥清华大学的学科优势建设高性能计算和大数据服务环境,未来计划依托这个平台建设高性能计算机产业园。
　　“有了这套计算机系统,我们可以在30天内完成未来100年的地球气候模拟,这在之前是不可想象的。”清华大学研究人员薛巍说,更为重要的是,它将全面提升我国应对极端气候事件和自然灾害的减灾防灾能力。此外,国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟结果,将为“天宫一号”返回提供精确预测；上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究,短短2周便完成常规需要10个月的计算,大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。
有望实现我国　戈登贝尔奖零突破
　　戈登贝尔奖被喻为计算机高性能应用领域的诺贝尔奖,从1987年设立以来,中国团队从未入围过。杨广文教授透露,2016年度戈登贝尔奖的6个提名中,“神威太湖之光”系统的3项全机应用已经入围,这三项应用分别为中科院软件所与清华大学、北师大合作的“全球大气非静力云分辨模拟”；国家海洋局海洋一所与清华大学合作的“高分辨率海浪数值模拟”；中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。今年有望实现我国在这个奖项上零的突破。
　　“神威太湖之光”创纪录之后,百亿亿次量级计算机的研制也已经列入了我国“十三五”的攻坚目标。
　　　　　　　　本报综合报道