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“神威·太湖之光”彰顯“中國速度”

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在國家超級計算無錫中心一間約1000平方米的房間內,一臺擁有世界“最強大腦”的超級計算機正在飛速運轉,它就是“神威·太湖之光”。在今年6月20日和11月14日全球超級計算機500強(TOP500)榜單中,“神威·太湖之光”蟬聯冠軍,成為世界上運算速度最快的超級計算機,這已是我國超級計算機第八次奪冠。更值得關注的是,“神威·太湖之光”首次采用國產核心處理器“申威26010”,實現了所有核心部件的全部國產化。

“這些核心處理器完全自主研發,不用再受制于人了。”國家超級計算無錫中心總工程師黃小猛告訴記者,計算機最核心的是中央處理器(簡稱CPU),美國英特爾公司對此研發起步早,也很快形成了市場壟斷,導致其他國家或公司研發、推廣成本極高,因而國內計算機對此研發相對較“冷”,從20世紀八九十年代起一度依賴進口。

超級計算機被稱為“國之重器”,是一個國家科技實力的重要標志之一。進入“十二五”,我國超級計算發展不斷取得突破。“天河二號”取得“六連冠”,在全球超級計算機500強榜單上,中國制造的名單正越來越長。

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,目的就在于通過限售,鎖死中國超算快速發展的腳步。然而,我國科技部和工信部早有布局,通過“核高基”專項,支持了核心電子器件、高端通用芯片及基礎軟件產品的研發,“申威26010”就是該專項的重大研究成果,并成功應用于“神威·太湖之光”高性能計算機系統。“禁售”倒逼我國加快自主研發核心處理器的步伐。

“從‘禁售’到2016年‘神威·太湖之光’奪冠,只有一年零兩個月,但背后的時間和力量投入無法考量。”黃小猛告訴記者。

記者在現場看到,“神威·太湖之光”超級計算機由40個運算機柜和8個網絡機柜組成,每個運算機柜比家用的雙門冰箱略大,打開柜門,4塊由32塊運算插件組成的超節點分布其中;每個插件由4個運算節點板組成,一個運算節點板又含2塊“申威26010”高性能處理器,一臺機柜就有1024塊處理器,整臺“神威·太湖之光”共有40960塊處理器。

據現場的工作人員介紹,這個“龐然大物”整體的峰值運算速度為12.5億億次/秒,持續性能為9.3億億次/秒,雙雙位列全球第一,“它運行1分鐘的計算能力,相當于全球72億人口用計算器不間斷計算32年”。

與此同時,“神威·太湖之光”的低功耗設計也是全球領先。黃小猛表示,通過采用直流供電、全機水冷、資源層次化管理等關鍵技術,建立了從處理器、部件、系統到軟件與應用的全方位低功耗設計與控制體系,比目前其他國際頂尖超級計算機系統節能60%以上。

在高速度、低功耗的“神威·太湖之光”平臺下,眾多科技應用項目得以實現。自6月20日平臺開放以來,國內外多個應用團隊項目通過使用該系統獲得突破,已取得100多項應用成果,涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。11月18日,基于“神威·太湖之光”的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”應用項目,獲國際高性能計算應用領域最高獎——“戈登貝爾獎”。

《光明日報》( 2016年12月12日 06版)

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責任編輯: 閆月

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