研發(fā)背景

超級計算機，被稱為“國之重器”，超級計算屬于戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域，是世界各國競相角逐的科技制高點，也是一個國家科技實力的重要標志之一。自中國863計劃實施以來，國家高度重視并且支持超級計算系統(tǒng)的研發(fā)，但由于基礎(chǔ)薄弱起步較晚，在國際舞臺中一直受制于人，美國更是在2015年宣布對中國禁售高性能處理器。

組成結(jié)構(gòu)

神威·太湖之光超級計算機由40個運算機柜和8個網(wǎng)絡(luò)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(jié)點分布其中。每個插件由4個運算節(jié)點板組成，一個運算節(jié)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。每個單個處理器有260個核心，主板為雙節(jié)點設(shè)計，每個CPU固化的板載內(nèi)存為32GBDDR3-2133。

整體布局

至于機房擺放，太湖之光采用了兩側(cè)各20個計算機柜和存儲機柜、中間單列網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機柜的布局，占地面積605平方米。

主要性能

1.峰值性能125.436PFlops，世界第二

2.持續(xù)性能93.015PFlops，世界第一

3.性能功耗比6051MFlops/W，世界第一

蟬聯(lián)冠軍

2016年6月20日，在法蘭克福世界超算大會上，國際TOP500組織發(fā)布的榜單顯示，“神威·太湖之光”超級計算機系統(tǒng)登頂榜單之首，不僅速度比第二名“天河二號”快出近兩倍，其效率也提高3倍。

2016年11月14日，新一期全球超級計算機500強（TOP500）榜單，中國“神威·太湖之光”以較大的運算速度優(yōu)勢輕松蟬聯(lián)冠軍。算上此前“天河二號”的六連冠，中國已連續(xù)4年占據(jù)全球超算排行榜的最高席位。

2017年6月19日下午，在德國法蘭克福召開的ISC2017國際高性能計算大會上，“神威·太湖之光”超級計算機以每秒12.5億億次的峰值計算能力以及每秒9.3億億次的持續(xù)計算能力，再次斬獲世界超級計算機排名榜單TOP500第一名。本次奪冠也實現(xiàn)了我國國產(chǎn)超算系統(tǒng)在世界超級計算機冠軍寶座的首次三連冠，國產(chǎn)芯片繼續(xù)在世界舞臺上展露光芒。

2017年11月13日，新一期全球超級計算機500強榜單發(fā)布，中國超級計算機“神威·太湖之光”和“天河二號”連續(xù)第四次分列冠亞軍，且中國超級計算機上榜總數(shù)又一次反超美國，奪得第一。此次中國“神威·太湖之光”和“天河二號”再次領(lǐng)跑，其浮點運算速度分別為每秒9.3億億次和每秒3.39億億次。

2018年11月12日，新一期全球超級計算機500強榜單在美國達拉斯發(fā)布，中國超算“神威·太湖之光”位列第三名。

應(yīng)用場景

以清華大學為主體的科研團隊首次實現(xiàn)了百萬核規(guī)模的全球10公里高分辨率地球系統(tǒng)數(shù)值模擬，將全面提高我國應(yīng)對極端氣候和自然災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)能力；

國家計算流體力學實驗室對“天宮一號”返回路徑的數(shù)值模擬將為“天宮一號”順利回家提供精確預(yù)測；

上海藥物所開展的藥物篩選和疾病機理研究，大大加速了白血病、癌癥、禽流感等方向的藥物設(shè)計進度。

2016年11月18日凌晨4：20時許（北京時間），2016年度“戈登·貝爾”獎的謎底終于在美國鹽湖城舉行的國際超算大會（SC16）上揭曉。中科院軟件所楊超研究員與清華大學副教授薛巍、付昊桓等人聯(lián)合北師大組成的研究團隊憑借在“神威·太湖之光”上運行的“全球大氣非靜力云分辨模擬”應(yīng)用一舉摘得該項錦標，實現(xiàn)了我國高性能計算應(yīng)用成果在該獎項上零的突破。此次全球共有6項應(yīng)用成果入圍“戈登·貝爾”獎最終提名，其中3項都是依托“神威·太湖之光”完成的。其余2項應(yīng)用分別為國家海洋局海洋一所與清華大學合作的“高分辨率海浪數(shù)值模擬”和中科院網(wǎng)絡(luò)中心的“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬”。

獲獎記錄

7月15日，權(quán)威的世界紀錄認證機構(gòu)吉尼斯世界紀錄宣布，位于國家超級計算機無錫中心的“神威·太湖之光”在德國法蘭克福國際超算大會（ISC）公布的新一期全球超級計算機500強榜單中以3倍于第二名的運算速度名列第一，是“運算速度最快的計算機”。

“神威·太湖之光”由國家并行計算機工程技術(shù)研究中心研制，全部采用中國國產(chǎn)處理器構(gòu)建，是世界上首臺峰值計算速度超過十億億次的超級計算機，其峰值計算速度達每秒12.54億億次。

依托“神威·太湖之光”，在天氣氣候、航空航天、海洋科學、新藥創(chuàng)制、先進制造、新材料等重要領(lǐng)域取得了一批應(yīng)用成果。其中，由中科院軟件所、清華大學和北京師范大學申報的“全球大氣非靜力云分辨模擬”課題，由國家海洋局海洋一所和清華大學申報的“全球高分辨率海浪數(shù)值模式”課題，由中科院網(wǎng)絡(luò)中心申報的“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬”課題分別入圍了高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域的最高獎——“戈登貝爾獎”，這是中國在該領(lǐng)域的首次突破。吉尼斯世界紀錄大中華區(qū)總裁羅文向國家超級計算機無錫中心主任楊廣文先生頒發(fā)吉尼斯世界紀錄認證書。

研制意義

中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉表示，“神威·太湖之光”是國內(nèi)第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界第一的超級計算機。它是根據(jù)國家科技部863計劃研制的，研制周期用了接近3年，但之前的預(yù)研時間無法估算。“其實，我們在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠軍的能力，但當時出于保密考慮一直沒有對外發(fā)布?！?/p>

對于中國超算的國產(chǎn)化情況，張云泉介紹說，按照評估，“天河”系列的國產(chǎn)化程度是70%左右，濟南超算中心的“神威藍光”超級計算機能達到85%以上，“神威·太湖之光”的處理器則是全國產(chǎn)的。

“中國已在這場比賽中大幅領(lǐng)先”，美國勞倫斯伯克利國家實驗室副主任西蒙稱，超級計算機系統(tǒng)的每一部件均在中國本土制造意義重大。該實驗室是超級計算機的主要用戶，協(xié)助編制全球超級計算機500強名單?！癟OP500”網(wǎng)站評論說，“神威·太湖之光”的性能結(jié)束了“中國只能依靠西方技術(shù)才能在超算領(lǐng)域拔得頭籌”的時代。

“憑借一套搭載本土自主研發(fā)處理器芯片的世界一流超級計算機系統(tǒng)，中國鞏固了在這一計算機最高領(lǐng)域的領(lǐng)導地位?！薄度A爾街日報》20日稱，“神威·太湖之光”是中國首臺未使用美國芯片技術(shù)且運行速度排名世界第一的計算機。“此前位列第一的‘天河二號’使用了英特爾公司研發(fā)的芯片，去年出臺的一項美國出口禁令使該系統(tǒng)未能獲得升級所需芯片。”

正如《華爾街日報》所說，我國863計劃持續(xù)支持超級計算系統(tǒng)的研發(fā)，但在處理器設(shè)計制造方面，相當一段時間都不能擺脫受制于人的局面。2015年4月，美國商務(wù)部發(fā)布公告，決定禁止向中國4家國家超級計算機機構(gòu)出售“至強”(XEON)芯片。當時張云泉在接受《環(huán)球時報》專訪時表示，禁售短期內(nèi)可能造成“天河二號”升級計劃拖延，但長期來看“是倒逼中國推進超算國產(chǎn)化戰(zhàn)略的重要機遇”。

專家的話可謂一語中的。時隔一年，張云泉20日再次接受《環(huán)球時報》采訪時，他對國產(chǎn)處理器發(fā)展得這么快、并且奪得世界冠軍充滿感慨。他表示，美國的芯片禁運反而縮短了中國的研制周期，使我們搞出了完全自主的高性能處理器和完全自主可控的超級計算機，“西方的芯片禁運對中國可謂利大于弊”。