2016年6月20日，德國(guó)法蘭克福世界超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)公布了新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單，由國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的“神威·太湖之光”運(yùn)算速度奪得世界第一，成為世界上首臺(tái)峰值運(yùn)算速度超過10億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī)。更令人振奮的是，這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了包括處理器在內(nèi)的所有核心部件全面國(guó)產(chǎn)化。

超級(jí)計(jì)算機(jī)多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，是一個(gè)國(guó)家科研實(shí)力的體現(xiàn)，對(duì)國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有舉足輕重的意義，是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)研制起步于20世紀(jì)60年代。到目前為止，大體經(jīng)歷了3個(gè)階段：第一階段自20世紀(jì)60年代末到70年代末，主要從事大型機(jī)的并行處理技術(shù)研究；第二階段自20世紀(jì)70年代末至80年代末，主要從事向量機(jī)及并行處理系統(tǒng)的研制；第三階段自20世紀(jì)80年代末至今，主要從事MPP系統(tǒng)及工作站集群系統(tǒng)的研制。1983年12月22日，隨著中國(guó)第一臺(tái)每秒鐘運(yùn)算1億次以上的“銀河一號(hào)”巨型計(jì)算機(jī)的研究成功，我國(guó)才真正跨入超算的隊(duì)伍。隨后，中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)重大的突破：1993年10月，由國(guó)家智能計(jì)算研究開發(fā)中心研制的“曙光一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值計(jì)算速度達(dá)到6.4億次/秒，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)制造支持多線程機(jī)制的對(duì)稱式緊耦合并行機(jī)的世界先進(jìn)水平。

2009年10月29日，由國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值計(jì)算速度達(dá)到1206萬(wàn)億次/秒，是我國(guó)首臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)。2013年6月，由國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值計(jì)算速度達(dá)到5.49億億次/秒，成為當(dāng)時(shí)全球計(jì)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

2015年4月9日，美國(guó)禁止向中國(guó)4家國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心出售高性能計(jì)算芯片。當(dāng)時(shí)的禁售在短期內(nèi)可能造成“天河二號(hào)”升級(jí)計(jì)劃拖延，但從長(zhǎng)期來看“是倒逼中國(guó)推進(jìn)超算國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略的重要機(jī)遇”。以美國(guó)為首的西方國(guó)家對(duì)我國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖，更加激發(fā)了我國(guó)自主研發(fā)超算的決心。2015年底，“神威·太湖之光”完成了研發(fā)工作。與此前“天河二號(hào)”使用的是英特爾至強(qiáng)處理器和Xeon Phi協(xié)處理器不同，“神威·太湖之光”首次使用的是“中國(guó)芯”。這塊“中國(guó)芯”就是5厘米見方的薄塊“申威26010”，它集成了260個(gè)運(yùn)算核心、數(shù)十億個(gè)晶體管，達(dá)到了3萬(wàn)多億次/秒的計(jì)算能力?！吧裢ぬ狻笔鞘澜缡着_(tái)峰值運(yùn)算速度超過10億億次/秒、并行規(guī)模超千萬(wàn)核的劃時(shí)代的新型超級(jí)計(jì)算機(jī)。“神威·太湖之光”的計(jì)算能力相當(dāng)于2000多萬(wàn)臺(tái)普通的筆記本電腦，主存儲(chǔ)量相當(dāng)于780個(gè)國(guó)家圖書館的藏書量。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)算器不間斷地計(jì)算32年。

2016年11月18日，中國(guó)科學(xué)家基于“神威·太湖之光”的應(yīng)用成果首次榮獲“戈登·貝爾”獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)高性能計(jì)算應(yīng)用成果在該獎(jiǎng)項(xiàng)上零的突破?！案甑恰へ悹枴豹?jiǎng)設(shè)立于1987年，由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)于每年11月在美國(guó)召開的超算領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議上頒發(fā)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)代前沿的并行計(jì)算研究成果，特別是高性能計(jì)算創(chuàng)新應(yīng)用的杰出成就，被譽(yù)為“超級(jí)計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)”。2017年11月17，中國(guó)科學(xué)家基于“神威·太湖之光”的“非線性大地震模擬應(yīng)用”，再次榮獲“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。此外，“神威·太湖之光”還先后4次在全球超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500中奪冠。

“神威·太湖之光”主要服務(wù)于國(guó)家重大科技項(xiàng)目，如國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)的精細(xì)數(shù)值模擬、天宮一號(hào)隕落路徑預(yù)測(cè)計(jì)算等課題，同時(shí)也十分重視服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。目前，有上百家單位與國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心簽訂合作協(xié)議，超過100個(gè)重大應(yīng)用在“神威·太湖之光”上進(jìn)行運(yùn)算，范圍涉及氣候氣象、航空航天、工業(yè)設(shè)計(jì)、油氣勘探、信息安全、金融分析、生物醫(yī)藥、海洋科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。例如，國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心和遠(yuǎn)景能源合作開展“格林威治智慧風(fēng)場(chǎng)”項(xiàng)目，國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心基于自身超強(qiáng)的運(yùn)算能力、專業(yè)的技術(shù)人員等為遠(yuǎn)景能源提供包括風(fēng)資源預(yù)測(cè)、風(fēng)場(chǎng)精細(xì)選址、風(fēng)機(jī)建造等在內(nèi)的一整套生命周期服務(wù)。又如2017年“神威·太湖之光”的獲獎(jiǎng)應(yīng)用―“非線性大地震模擬應(yīng)用”由清華大學(xué)、山東大學(xué)、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心、南方科技大學(xué)共同研制完成，它突破了機(jī)器本身內(nèi)存和帶寬的限制，精巧的設(shè)計(jì)和高速壓迫數(shù)據(jù)的傳輸模式，首次成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)唐山大地震過程的精準(zhǔn)模擬。這一過程對(duì)于科學(xué)家了解地震的發(fā)生和傳播規(guī)律具有重要的意義。再比如，運(yùn)用“神威·太湖之光”進(jìn)行超大規(guī)模電磁仿真計(jì)算。該課題研究以“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)等高性能計(jì)算平臺(tái)為基礎(chǔ)，計(jì)算各類目標(biāo)的電磁散射和輻射特性，所開發(fā)的超大規(guī)模高階矩量法達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，服務(wù)于中國(guó)航天、中電集團(tuán)等20多個(gè)機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于預(yù)警機(jī)等重大工程。

（本刊記者）

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