當(dāng)?shù)貢r(shí)間14日下午5點(diǎn)15分（北京時(shí)間15日上午9點(diǎn)15分），美國(guó)丹佛，全球超算大會(huì)公布第50期“全球超算500強(qiáng)”名單，中國(guó)的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)以每秒12.5億億次的峰值計(jì)算能力、每秒9.3億億次的持續(xù)計(jì)算能力，再次斬獲世界超算排名榜單第一名；中國(guó)的“天河二號(hào)”獲榜眼。
大江東工作室的東哥一聞此訊，莫名興奮，趕緊去探：這“太湖之光”得有多牛啊——國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心主任楊廣文卻云淡風(fēng)輕：這不算啥新聞啊，咱都第四次奪冠了。其實(shí)，牛上加牛的是，咱景仰的大神級(jí)項(xiàng)目，這位“冠軍”都默默助力過(guò)：C919大飛機(jī)、南海造島、“天宮”系列、“人造小太陽(yáng)”……
國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心的“神威·太湖之光”超算系統(tǒng)連續(xù)第四次全球折桂。圖為頒獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)。 段芳芳攝
世界超算新格局：短短半年，中國(guó)全面逆襲美國(guó)，數(shù)量、性能雙雙稱(chēng)冠，美國(guó)被擠出前五名。
國(guó)際TOP500組織在其官方網(wǎng)站“TOP500”以“在最新全球超算500強(qiáng)榜單中，中國(guó)超越美國(guó)”為題，分析了超算發(fā)展新格局。中國(guó)上榜超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以202臺(tái)超越美國(guó)的143臺(tái)，這也是該榜單發(fā)布以來(lái)中國(guó)超算占比最高的一次，也是美國(guó)占比最低的一次。
“在最新的全國(guó)超算500強(qiáng)名單中，中國(guó)超越美國(guó)”——國(guó)際500強(qiáng)組織官方網(wǎng)站文章截圖
文章寫(xiě)道，6個(gè)月之前，美國(guó)超算系統(tǒng)數(shù)量為169臺(tái)，而中國(guó)是160臺(tái)。六個(gè)月中，中國(guó)超算猛增26％，美國(guó)則少了15％。排名第三的日本僅僅35臺(tái)，之后是德國(guó)20臺(tái)、法國(guó)18臺(tái)、英國(guó)15臺(tái)。
更關(guān)鍵的是，中國(guó)的強(qiáng)勢(shì)不僅是數(shù)量，性能也是第一，已占總體的35.4％，比美國(guó)高出5.8個(gè)百分點(diǎn)，半年前，中國(guó)還比美國(guó)落后2.2個(gè)百分點(diǎn)。
這次榜單的前十名變化很小。
第三名是瑞士的Piz Daint（代恩特峰），持續(xù)計(jì)算能力為1.96億億次每秒。
美國(guó)連續(xù)兩次未入圍前三甲，日本的Gyoukou（曉光）排名第四，美國(guó)的Titan（泰坦）被擠到第五名。
日本Gyoukou（曉光）超算的持續(xù)計(jì)算能力為1.91億億次，超越美國(guó)Titan（泰坦），進(jìn)入前四。美國(guó)Trinity是第七名，采用Intel Xeon Phi 7250 68核心處理器，最大性能1.41億億次。史上第一次，TOP10的性能全部超過(guò)1億億次，排名第十的日本K也達(dá)到了1.05億億次。前十名中，中國(guó)兩席、美國(guó)四席、日本三席、瑞士一席。
第50期全球超算500強(qiáng)前5強(qiáng)一覽圖。截圖來(lái)自國(guó)際500組織官方網(wǎng)站
“神威·太湖之光”到底有多神：首次完全使用“中國(guó)芯”，集運(yùn)算控制核心與運(yùn)算核心于一身
東哥自然要一睹冠軍“神威·太湖之光”的真面目。這位“冠軍”出身江蘇無(wú)錫市蠡園經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心，“住房”有1000平方米，由40個(gè)運(yùn)算機(jī)柜和8個(gè)網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜組成的超算系統(tǒng)，就是它的身胚。
打量了一下，每個(gè)運(yùn)算機(jī)柜比家用雙門(mén)冰箱略大，打開(kāi)柜門(mén)，4組由32塊運(yùn)算插件組成的超節(jié)點(diǎn)分布其中。一臺(tái)機(jī)柜就有1024塊處理器，整臺(tái)“神威·太湖之光”共有40960塊處理器。難怪“冠軍”的運(yùn)算速度如飛??！
“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)組。圖片由國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心提供。
楊廣文打了個(gè)比方，這套系統(tǒng)1分鐘的計(jì)算能力，相當(dāng)于全球72億人同時(shí)用計(jì)算器不間斷計(jì)算32年；用2017年生產(chǎn)的主流筆記本電腦或個(gè)人臺(tái)式機(jī)作參照，它相當(dāng)于200萬(wàn)臺(tái)普通電腦。
芯片一直是中國(guó)超算人的痛。讓楊廣文驕傲的是，這個(gè)世界第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)采用的中央處理器，是自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)芯片——“申威26010”眾核處理器。
首次奪冠時(shí)，國(guó)際TOP500組織這樣評(píng)價(jià)：“中國(guó)在國(guó)際TOP500組織第四十七期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個(gè)完全基于中國(guó)設(shè)計(jì)、制造的處理器而打造的新系統(tǒng)?！?/p>
楊廣文用一串術(shù)語(yǔ)把東哥侃暈了：這款具有獨(dú)特性的處理器，采用片上融合的異構(gòu)眾核體系結(jié)構(gòu)，以及具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的指令集和完整的配套軟件生態(tài)系統(tǒng)。該處理器采用64位自主申威指令系統(tǒng)，峰值性能3.168萬(wàn)億次每秒，核心工作頻率1.5GHz?！吧裢狻崩锇惭b有40960個(gè)這樣的處理器。
好吧，通俗點(diǎn)兒，這個(gè)芯片啥最牛？楊廣文說(shuō)，具體說(shuō)來(lái)，圖形處理等芯片過(guò)去都采用插卡形式，會(huì)造成幾個(gè)問(wèn)題：第一，組裝規(guī)模大，費(fèi)電。第二，PCE作為通信接口，造成瓶頸。而這個(gè)芯片把運(yùn)算控制核心與運(yùn)算核心做在一個(gè)芯片內(nèi)，把兩個(gè)問(wèn)題都解決了。
圖為申威芯片。圖片來(lái)自新華網(wǎng)。
除了芯片，作為一個(gè)超算系統(tǒng)，“神威·太湖之光”在體系結(jié)構(gòu)、高速互聯(lián)、系統(tǒng)軟件等關(guān)鍵技術(shù)都實(shí)現(xiàn)了前所未有的創(chuàng)新和突破，性能有跨越式發(fā)展，并構(gòu)建了從編譯器、操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)環(huán)境到應(yīng)用平臺(tái)較為完善的軟件生態(tài)鏈，針對(duì)硬件做了性能的優(yōu)化，確保性能的發(fā)揮、節(jié)能水平的利用?！翱梢哉f(shuō)，這是一臺(tái)完全國(guó)產(chǎn)的超算?！?/p>
神速的超算，體現(xiàn)國(guó)家科技實(shí)力：分析云圖，南海造島，2017年“戈登·貝爾獎(jiǎng)”入圍論文三篇有其二
國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心副主任、清華大學(xué)副教授付昊桓說(shuō)，超級(jí)計(jì)算是基礎(chǔ)工程，是一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力體現(xiàn)，在科學(xué)與工程領(lǐng)域應(yīng)用最早、最廣泛，應(yīng)用效果最顯著，已同理論研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)一起成為人類(lèi)探索未知世界的三大科學(xué)手段，被稱(chēng)為支撐科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)支柱。
“應(yīng)用上來(lái)了，才能真正發(fā)揮超算能力?！睏顝V文說(shuō)。“冠軍”很忙很敬業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，“神威·太湖之光”一年來(lái)利用率超過(guò)50%，累計(jì)擁有幾百項(xiàng)應(yīng)用課題。
這位“冠軍”的出沒(méi)很跨界，堪稱(chēng)全能，應(yīng)用涉足氣候、航空航天、先進(jìn)制造、新材料等19個(gè)方面，支持國(guó)家重大科技應(yīng)用、先進(jìn)制造等領(lǐng)域解算任務(wù)幾百項(xiàng)——既有代表未來(lái)“黑科技”發(fā)展方向的研究領(lǐng)域，比如“人造小太陽(yáng)”，也就是核聚變發(fā)電的相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)方面的模擬；也有在重大工程領(lǐng)域的項(xiàng)目，比如C919大飛機(jī)多種飛行狀態(tài)的模擬，以及天宮系列航天飛行器的飛行狀態(tài)模擬；還有與老百姓生活相關(guān)的動(dòng)畫(huà)制作，山東一家公司在用“冠軍”的超強(qiáng)能力進(jìn)行動(dòng)漫制作，不僅動(dòng)漫渲染效果更逼真，還能大幅縮短制作周期?！拔磥?lái)很有可能看到依托‘神威·太湖之光’運(yùn)算能力制作的國(guó)產(chǎn)動(dòng)畫(huà)大片！”楊廣文說(shuō)。
國(guó)家超算無(wú)錫中心還在考慮如何服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)。“江蘇是制造業(yè)大省，如何幫助制造業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，是我們考慮的重要應(yīng)用方向。”楊廣文說(shuō)，他們或?qū)⒔ǔ山K省一個(gè)產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心。目前，中國(guó)制造業(yè)大部分應(yīng)用軟件都是國(guó)外商用軟件，這方面無(wú)錫中心也在布局，例如與遠(yuǎn)景能源展開(kāi)格林威治智慧風(fēng)場(chǎng)平臺(tái)建設(shè)，同時(shí)在汽車(chē)制造業(yè)、船舶制造、新藥研發(fā)等方面開(kāi)展研究。
因?yàn)椤肮谲姟钡膽?yīng)用能力太牛，除硬件之外，又很有可能獲頒一個(gè)大獎(jiǎng)——“戈登·貝爾獎(jiǎng)”。10月24日，這項(xiàng)國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)公布今年入圍的名單，3篇論文中兩篇來(lái)自中國(guó)，分別是基于“神威·太湖之光”的“千萬(wàn)億次級(jí)氣候建模性能的CAM-SE”和“15-Pflops非線(xiàn)性地震模擬實(shí)現(xiàn)10Hz場(chǎng)景描述”。在當(dāng)?shù)貢r(shí)間11月16日在美國(guó)丹佛舉辦的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC17）上，將正式公布誰(shuí)將獲這一世界高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高殊榮——東哥是很想預(yù)祝一下……值得期待！畢竟這是被譽(yù)為“超級(jí)計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”呢！
補(bǔ)充個(gè)背景：2016年11月17日，在美國(guó)鹽湖城召開(kāi)的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC2016）上，由中科院軟件所楊超和清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系薛巍、地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心付昊桓等共同領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)所完成、運(yùn)行于神威太湖之光的應(yīng)用 “千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”獲得戈登·貝爾獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了該獎(jiǎng)創(chuàng)辦30年來(lái)我國(guó)在此大獎(jiǎng)上零的突破。
今年能不能蟬聯(lián)呢？過(guò)兩天就能揭鍋啦，倒計(jì)時(shí)開(kāi)啟……(人民日?qǐng)?bào)中央廚房·大江東工作室 王偉健)
