每秒10亿亿次！我“神威·太湖之光”成世界最快超算

　　想像一下，滴答一声，就能计算十亿亿次，这是多快的运算速度？

　　如果把200多万台2016年生产的普通电脑加起来，只能跟它打个平手；它1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。

　　这个快到令人咋舌的超级计算高手，就是我国自主研制的“神威·太湖之光”计算机系统。6月20日德国法兰克福举行的国际超算大会发布了超级计算机TOP500榜单，“神威·太湖之光”以近3倍于第二名的运算速度摘得桂冠。更令人振奋的是，它实现了包括处理器在内的全部核心部件的国产化。

　　核心部件突破封锁，这个冠军货真价实

　　我国已经步入信息时代数十年，但是从个人电脑到超级计算机，中国科研人员都有一种说不出的痛：CPU基本依赖进口！

　　2015年4月，美国政府宣布，把与超级计算机相关的4家中国机构列入限制出口名单，其目的是想限制中国超级计算机的发展。这直接导致采购因特尔处理器的“天河二号”未能如期完成攻关目标。

　　长期受制于人的被动与屈辱，使我国下决心研发自主知识产权的“神威”系列超级计算机。

　　2015年12月，“神威·太湖之光”在国家“863计划”的重点支持下，由科技部、江苏省和无锡市共同出资17.95亿元，在国家并行计算机工程技术研究中心研制成功。

　　“在5厘米方寸之间，集成了260个运算核心，数十亿晶体管，达到了每秒3万多亿次计算能力，相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机。‘神威·太湖之光’里安装有40960个这样的处理器。”国家并行计算机工程技术研究中心副主任梁军手持一块薄薄的芯片向记者介绍，“神威·太湖之光”的核心处理器“申威26010”在国家“核高基”重大专项支持下，由国家高性能集成电路设计中心研制，具备片上融合的异构众核体系结构，以及具有自主知识产权的指令集和完整的配套软件生态系统。

　　采用这块强大“中国芯”的“神威·太湖之光”，不仅一举突破封锁，而且峰值性能、持续性能、性能功耗比三项关键指标均居世界第一。

　　据国家超级计算无锡中心主任杨广文介绍，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12.5亿亿次/秒，持续性能达到9.3亿亿次/秒，接近“天河二号”的3倍。

　　一台超级计算机的能耗几乎与一个小型城镇相当，因此能耗控制也至关重要。

　　步入“神威·太湖之光”所在的机房，除了环境空调声，没有其他任何噪音，让人难以相信这里是世界最快超级计算机的安居之地。“系统能效比高达每瓦特60.5亿次，比‘天河二号’节能60％以上。”梁军介绍，这得益于低功耗、高集成度的处理器设计，以及独创的高效水冷技术和高密度的组装工艺，还有软硬件协同、智能化的功耗控制方法，实现了层次化、全方位的绿色节能。

　　从拼速度到比应用，国之重器担当大任

　　国之重器，重在应用。

　　“一个系统先让它好用，才能把它用好。超级计算机作为一种战略资源，只有在应用中才能发挥其引领作用。”杨广文说。

　　“十二五”以来，我国“天河二号”连续三年荣膺世界最快计算机，相比之下，我国超算在应用方面却鲜有国际顶尖的成果。因此，关于中国超算应用能力的质疑从未中断。

　　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……记者在无锡中心看到，“神威·太湖之光”超级计算机广泛应用在从实体经济到战略领域的诸多方面。

　　“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。”清华大学计算机科学与技术系副教授薛巍说，它将全面提升我国应对极端气候事件和自然灾害时的减灾防灾能力，同时大大增强我国在全球温室气体减排谈判中的话语权。

　　从2015年底就常驻无锡的国家海洋局第一研究所研究员赵伟说：“过去2—3小时才能发出的海啸预警，我们通过‘神威·太湖之光’计算机，现在最快十几分钟就可以完成。”

　　此外，国家计算流体力学实验室运用“神威·太湖之光”对“天宫一号”返回路径进行的数值模拟计算，将为它的返回提供精确预测；上海药物所借助“神威·太湖之光”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、禽流感等疾病的药物设计进度。

　　目前，国家超级计算无锡中心已与北京大学、中科院软件所、中船重工702所、远景能源、清华大学、国家计算流体力学实验室等国内30多家用户单位建立应用合作关系。

　　“戈登贝尔奖”被喻为计算机高性能应用领域的诺贝尔奖，在其2016年度6个提名中，基于“神威·太湖之光”的应用就占了3个，分别涉及大气、海洋、材料3个领域，这也是我国首次在此奖项中获得提名。

　　江苏省科技厅厅长王秦介绍，江苏将依托这个平台建设高性能计算和信息安全产业园，积极推动自主芯片、并行软件、大数据服务等领域的产业化，培育战略性新兴产业，将无锡超算中心建设成为苏南国家自主创新示范区的推进器，为江苏建设具有全球影响力的产业科技创新中心和具有国际竞争力的制造业基地提供支撑。

　　（科技日报无锡6月20日电）