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研發背景

超(chao)級計(ji)(ji)算機(ji)，被稱為“國(guo)之(zhi)重器”，超(chao)級計(ji)(ji)算屬于戰略高技術(shu)領域，是(shi)世界各(ge)國(guo)競相角逐的科技制高點，也(ye)是(shi)一個國(guo)家科技實力的重要標(biao)志之(zhi)一。自中國(guo)863計(ji)(ji)劃實施以(yi)來，國(guo)家高度重視并且支持超(chao)級計(ji)(ji)算系(xi)統的研發，但由(you)于基(ji)礎(chu)薄弱(ruo)起步較(jiao)晚，在國(guo)際舞臺(tai)中一直受制于人，美(mei)國(guo)更是(shi)在2015年宣布對中國(guo)禁售高性能(neng)處理器。

組成結構

神威(wei)·太湖之光(guang)超級計算機由40個(ge)(ge)運(yun)算機柜和(he)8個(ge)(ge)網絡機柜組成(cheng)。每(mei)個(ge)(ge)運(yun)算機柜比家用的(de)雙門冰箱略(lve)大，打開(kai)柜門，4塊(kuai)(kuai)由32塊(kuai)(kuai)運(yun)算插件(jian)組成(cheng)的(de)超節點(dian)分布其(qi)中。每(mei)個(ge)(ge)插件(jian)由4個(ge)(ge)運(yun)算節點(dian)板(ban)組成(cheng)，一(yi)個(ge)(ge)運(yun)算節點(dian)板(ban)又含(han)2塊(kuai)(kuai)“申(shen)威(wei)26010”高(gao)性能處理器(qi)。一(yi)臺機柜就(jiu)有1024塊(kuai)(kuai)處理器(qi)，整臺“神威(wei)·太湖之光(guang)”共有40960塊(kuai)(kuai)處理器(qi)。每(mei)個(ge)(ge)單(dan)個(ge)(ge)處理器(qi)有260個(ge)(ge)核心，主板(ban)為雙節點(dian)設計，每(mei)個(ge)(ge)CPU固化(hua)的(de)板(ban)載內存為32GBDDR3-2133。

整體布局

至于機(ji)房(fang)擺放，太湖之(zhi)光采用(yong)了(le)兩側各20個計算機(ji)柜(ju)(ju)和存儲機(ji)柜(ju)(ju)、中間單列網絡(luo)系(xi)統機(ji)柜(ju)(ju)的布局，占(zhan)地面積605平方米。

主要性能

1.峰值(zhi)性能125.436PFlops，世界第二(er)

2.持續性(xing)能93.015PFlops，世(shi)界第一

3.性能功(gong)耗比6051MFlops/W，世(shi)界第一(yi)

蟬聯冠軍

2016年6月20日，在法蘭(lan)克福(fu)世界超算大會(hui)上，國(guo)際TOP500組織(zhi)發(fa)布(bu)的(de)榜單顯示(shi)，“神威·太(tai)湖之光”超級計(ji)算機系統登頂(ding)榜單之首，不(bu)僅(jin)速(su)度比第(di)二名“天河(he)二號”快出近兩倍(bei)，其(qi)效率也(ye)提高3倍(bei)。

2016年(nian)11月14日，新一期全球超級計算(suan)(suan)機500強(qiang)（TOP500）榜單，中(zhong)國“神威·太湖之光”以(yi)較(jiao)大的運算(suan)(suan)速度優勢輕(qing)松(song)蟬聯冠軍。算(suan)(suan)上(shang)此前“天河(he)二號”的六(liu)連冠，中(zhong)國已連續4年(nian)占據全球超算(suan)(suan)排行(xing)榜的最高席位。

2017年6月19日(ri)下午(wu)，在德(de)國法蘭(lan)克(ke)福召開(kai)的ISC2017國際(ji)高性能(neng)計(ji)(ji)算(suan)(suan)大會上(shang)，“神威·太(tai)湖之(zhi)光”超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機以每秒(miao)12.5億億次的峰(feng)值計(ji)(ji)算(suan)(suan)能(neng)力以及每秒(miao)9.3億億次的持續計(ji)(ji)算(suan)(suan)能(neng)力，再(zai)次斬獲(huo)世界(jie)(jie)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機排名(ming)榜(bang)單(dan)TOP500第一(yi)名(ming)。本次奪冠也實現了我國國產超(chao)算(suan)(suan)系統在世界(jie)(jie)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機冠軍(jun)寶座的首次三連冠，國產芯片繼(ji)續在世界(jie)(jie)舞臺上(shang)展(zhan)露光芒。

2017年11月13日，新一期全(quan)球超級(ji)計(ji)算機(ji)500強榜單發(fa)布(bu)，中國超級(ji)計(ji)算機(ji)“神(shen)威(wei)·太湖之光(guang)”和“天河二號”連(lian)續第四(si)次(ci)分(fen)列冠亞軍(jun)，且中國超級(ji)計(ji)算機(ji)上榜總數(shu)又(you)一次(ci)反超美國，奪得第一。此次(ci)中國“神(shen)威(wei)·太湖之光(guang)”和“天河二號”再次(ci)領跑，其浮點運(yun)算速度分(fen)別為每(mei)(mei)秒9.3億(yi)(yi)億(yi)(yi)次(ci)和每(mei)(mei)秒3.39億(yi)(yi)億(yi)(yi)次(ci)。

2018年(nian)11月12日，新一期全球超(chao)級計算機500強(qiang)榜單在美國達拉斯發布，中國超(chao)算“神威·太湖之光”位列第三(san)名。

應用場景

以清(qing)華大學為主(zhu)體的(de)科研團隊首次(ci)實現了(le)百萬核規模(mo)的(de)全球10公里(li)高分辨率地(di)球系統(tong)數(shu)值(zhi)模(mo)擬，將全面提(ti)高我國應對極端氣候(hou)和自然災(zai)(zai)害(hai)的(de)減災(zai)(zai)防災(zai)(zai)能力；

國家計(ji)算流體(ti)力學實(shi)驗室對(dui)“天宮一號”返(fan)回路徑的數值模擬將(jiang)為“天宮一號”順利(li)回家提供精確預(yu)測；

上(shang)海(hai)藥(yao)物所開(kai)展的藥(yao)物篩選(xuan)和疾病機理研(yan)究，大(da)(da)大(da)(da)加速了(le)白血病、癌(ai)癥、禽(qin)流(liu)感等方向的藥(yao)物設計進度。

2016年11月18日凌晨(chen)4：20時許（北京時間），2016年度“戈登·貝爾(er)”獎的(de)謎底(di)終(zhong)于在美國(guo)鹽湖城舉行的(de)國(guo)際超算大會(hui)（SC16）上揭曉。中科(ke)院軟(ruan)件所楊超研究員(yuan)與清華大學(xue)副(fu)教授薛巍、付昊(hao)桓(huan)等(deng)人(ren)聯合北師(shi)大組成(cheng)(cheng)的(de)研究團隊(dui)憑借在“神(shen)威·太(tai)湖之光”上運行的(de)“全(quan)球大氣(qi)非靜(jing)力(li)云(yun)分辨模(mo)擬(ni)”應(ying)用一舉摘得(de)該(gai)項(xiang)錦(jin)標，實現了我國(guo)高性能(neng)計算應(ying)用成(cheng)(cheng)果在該(gai)獎項(xiang)上零(ling)的(de)突破。此(ci)次全(quan)球共有6項(xiang)應(ying)用成(cheng)(cheng)果入(ru)圍“戈登·貝爾(er)”獎最終(zhong)提(ti)名，其(qi)(qi)中3項(xiang)都是依托“神(shen)威·太(tai)湖之光”完(wan)成(cheng)(cheng)的(de)。其(qi)(qi)余2項(xiang)應(ying)用分別為國(guo)家海洋局海洋一所與清華大學(xue)合作(zuo)的(de)“高分辨率海浪數值模(mo)擬(ni)”和(he)中科(ke)院網(wang)絡中心的(de)“鈦合金微結構(gou)演(yan)化(hua)相場模(mo)擬(ni)”。

獲獎記錄

7月15日，權威的(de)世界紀(ji)(ji)錄認證機(ji)構(gou)吉尼斯世界紀(ji)(ji)錄宣布(bu)，位于國家超級計(ji)算(suan)機(ji)無錫中(zhong)心的(de)“神威·太湖之(zhi)光”在德國法蘭(lan)克福國際超算(suan)大會（ISC）公布(bu)的(de)新(xin)一期全球超級計(ji)算(suan)機(ji)500強榜單(dan)中(zhong)以3倍于第二名(ming)的(de)運(yun)算(suan)速度(du)名(ming)列第一，是“運(yun)算(suan)速度(du)最快的(de)計(ji)算(suan)機(ji)”。

“神威·太(tai)湖之光”由國家(jia)并行計(ji)(ji)算機工程(cheng)技術研究(jiu)中心研制，全部采用(yong)中國國產處理器構建，是世界(jie)上(shang)首臺峰值(zhi)計(ji)(ji)算速度超(chao)過十億(yi)億(yi)次的超(chao)級計(ji)(ji)算機，其(qi)峰值(zhi)計(ji)(ji)算速度達每秒(miao)12.54億(yi)億(yi)次。

依托“神(shen)威·太湖之光”，在(zai)天氣(qi)氣(qi)候、航(hang)(hang)空航(hang)(hang)天、海洋(yang)科學、新(xin)藥創制、先進制造、新(xin)材(cai)料等(deng)重要(yao)領(ling)域(yu)(yu)取得(de)了(le)一批應(ying)用成果。其中(zhong)，由(you)中(zhong)科院軟(ruan)件所(suo)、清華(hua)大(da)學和(he)北(bei)京師范(fan)大(da)學申報的“全(quan)球大(da)氣(qi)非靜(jing)力云分辨(bian)模擬(ni)”課題(ti)(ti)，由(you)國家海洋(yang)局海洋(yang)一所(suo)和(he)清華(hua)大(da)學申報的“全(quan)球高分辨(bian)率海浪數值模式(shi)”課題(ti)(ti)，由(you)中(zhong)科院網絡中(zhong)心(xin)申報的“鈦合金微結構演化相場模擬(ni)”課題(ti)(ti)分別(bie)入圍(wei)了(le)高性能計算(suan)應(ying)用領(ling)域(yu)(yu)的最高獎——“戈登貝爾(er)獎”，這(zhe)是中(zhong)國在(zai)該領(ling)域(yu)(yu)的首次(ci)突破。吉尼斯世界紀(ji)錄大(da)中(zhong)華(hua)區總裁羅(luo)文向國家超級計算(suan)機無錫中(zhong)心(xin)主任楊廣文先生頒發吉尼斯世界紀(ji)錄認證(zheng)書。

研制意義

中國計算機(ji)學(xue)會(hui)高(gao)性能(neng)計算專委會(hui)秘書長張(zhang)云泉(quan)表示，“神威·太湖之(zhi)光(guang)”是(shi)國內第一(yi)臺全部采用(yong)國產處理器構建的(de)世界第一(yi)的(de)超級計算機(ji)。它(ta)是(shi)根據國家科技部863計劃研制(zhi)的(de)，研制(zhi)周期(qi)用(yong)了接近3年，但(dan)之(zhi)前的(de)預(yu)研時間無(wu)法(fa)估(gu)算。“其實，我們在去年底就知道‘神威·太湖之(zhi)光(guang)’具有拿世界冠軍(jun)的(de)能(neng)力，但(dan)當時出于保(bao)密考慮一(yi)直沒有對外發(fa)布。”

對(dui)于中國(guo)超(chao)算(suan)的國(guo)產(chan)化情(qing)況，張云泉介(jie)紹說，按照評估，“天河(he)”系列的國(guo)產(chan)化程度是(shi)70%左右(you)，濟南超(chao)算(suan)中心的“神威藍光(guang)”超(chao)級計算(suan)機能達到85%以(yi)上(shang)，“神威·太(tai)湖(hu)之光(guang)”的處理(li)器則(ze)是(shi)全國(guo)產(chan)的。

“中國已在(zai)這場比賽中大(da)幅領先”，美國勞倫斯伯克利國家實(shi)驗(yan)室副主任西蒙稱(cheng)，超(chao)級計算(suan)機(ji)系(xi)統的(de)(de)每一部件均(jun)在(zai)中國本土制(zhi)造意義重大(da)。該實(shi)驗(yan)室是超(chao)級計算(suan)機(ji)的(de)(de)主要用戶，協助(zhu)編制(zhi)全球(qiu)超(chao)級計算(suan)機(ji)500強名(ming)單。“TOP500”網站評論(lun)說，“神威·太(tai)湖之光(guang)”的(de)(de)性能結束了“中國只能依(yi)靠西方(fang)技(ji)術才能在(zai)超(chao)算(suan)領域拔得頭籌”的(de)(de)時代。

“憑借一(yi)套搭(da)載(zai)本土自主研發處理器芯(xin)片(pian)的(de)世界一(yi)流(liu)超級計(ji)算機(ji)系(xi)統，中國(guo)鞏固了(le)(le)在這一(yi)計(ji)算機(ji)最高(gao)領域的(de)領導地位。”《華爾街日(ri)報》20日(ri)稱，“神威·太湖之(zhi)光”是中國(guo)首(shou)臺未(wei)使(shi)用美(mei)國(guo)芯(xin)片(pian)技(ji)術且運(yun)行(xing)速度排名世界第(di)一(yi)的(de)計(ji)算機(ji)。“此前位列第(di)一(yi)的(de)‘天(tian)河二號’使(shi)用了(le)(le)英特爾公司(si)研發的(de)芯(xin)片(pian)，去年出臺的(de)一(yi)項美(mei)國(guo)出口禁令使(shi)該系(xi)統未(wei)能獲得升級所需(xu)芯(xin)片(pian)。”

正如《華爾(er)街(jie)日(ri)報(bao)》所說，我國863計(ji)劃(hua)持(chi)(chi)續支持(chi)(chi)超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)系(xi)統的(de)研發，但在處理器設計(ji)制造(zao)方面，相(xiang)當(dang)一段時間都不(bu)能擺脫受制于人的(de)局面。2015年4月，美國商務(wu)部(bu)發布公告，決定禁止(zhi)向(xiang)中(zhong)國4家國家超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算(suan)機機構出售“至強”(XEON)芯片。當(dang)時張云泉(quan)在接受《環球時報(bao)》專訪時表示，禁售短(duan)期內可能造(zao)成“天河(he)二號”升(sheng)級(ji)計(ji)劃(hua)拖(tuo)延，但長期來(lai)看“是倒逼中(zhong)國推進超(chao)(chao)算(suan)國產化戰略(lve)的(de)重要(yao)機遇”。

專家的話可謂一(yi)語中的。時隔(ge)一(yi)年，張云泉(quan)20日再次接受《環(huan)球時報》采訪時，他對(dui)國產處(chu)理(li)器(qi)發展得這么快、并(bing)且奪得世界冠軍充滿感慨。他表(biao)示(shi)，美國的芯片(pian)禁運(yun)反而縮短(duan)了中國的研(yan)制(zhi)周(zhou)期，使我們搞出了完全自(zi)(zi)主的高性能(neng)處(chu)理(li)器(qi)和完全自(zi)(zi)主可控的超級計(ji)算(suan)機，“西方(fang)的芯片(pian)禁運(yun)對(dui)中國可謂利(li)大于弊”。