神威·太湖之光,一个充满江湖气的名字,近些年来超级计算机领域一直流传着它的传说。根据9月4号公布的最新一期全球超级计算机Top 500强榜单,中国无锡国家超级计算中心的“神威·太湖之光”超级计算机以每秒12.5亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3亿亿次的稳定计算能力,再次蝉联第一名,实现三连冠,国防科技大学的“天河二号”位居第二名。美国20年来首次无缘前三。500强总数上中国也以159台位居第二位,比美国只少10台。
突破美国重重封锁
超算领域十几年前一直都是美日德法英等老牌资本主义强国的天下。中国近乎从零开始追赶,但困难挡不住我国科研人员的聪明才智和辛勤付出。2010年,国防科技大学研制的首台千万亿次超级计算机“天河一号”在全球TOP 500超级大型计算机排行榜中排名第一!
天河一号刚问世时候美国还瞧不起中国,毕竟中国用的芯片都是美国Intel公司的,美国新一代“泰坦”也即将问世。然而短短三年天河二号就横空出世,并把第二名甩开一大截,连续六度称霸榜首,“中国速度”狠狠地打了一把美国精英的脸。
于是熟悉的套路再次上演:2015年美国商务部颁布法令禁止Intel公司再向中国出口高性能并行计算芯片,企图用芯片出口禁令来扼住中国超算的咽喉。给的理由也很荒唐:指责中国使用超算模拟核试验!双标体现的淋漓尽致,美国才是计算机模拟核试验的老玩家好吗?
中国是自强不息的,我们最不怕对手的封锁。“敌人有的,我们要有,敌人没有的,我们也要有。”这是毛主席说的,现在神威做到了。
美国的禁运反而成了我们芯片国产化的契机。不同于天河二号,神威·太湖之光采用全国产的申威CPU。从布局设计之初的思路就是要打造拥有全国产架构、自主可控软硬件的新超算。虽然芯片制程工艺还暂时落后于美国Intel,但凭借出色的架构,无论在性能还是效率上都远超美国。
从追逐榜单荣誉到实用主义
不只是硬件国产化,软件应用上也比天河二号有了很大提升。之前国外有媒体说天河二号的风凉话,其中攻击的一个点就是:你天河二号性能是好,但实际应用中无法发挥全部的计算能力,造成很大的性能浪费。
现在最新的“太湖之光”从原型机研制阶段就开始与应用方一起讨论互动,优化设计,否则也不可能在首次夺得超算TOP500冠军时,就有三大应用入围世界高性能计算应用最高奖——“戈登贝尔”奖提名,而此时距离“太湖之光”完成研制还不到半年时间。我们已经完成从追逐榜单到注重实用的转变。
超级计算机有什么用
超级计算机可谓是“国之重器”,无论军事、科研还是民生领域都有着广泛的应用。不同于你手里的手机和书桌上的电脑,它的芯片,架构,软件甚至散热方式都是专门设计的。由于它采用并行架构,无数个小计算单元一起工作,劲往一处使,团结一心就比单打独斗厉害多了。
超级计算机这么厉害,它有什么用呢?还记得比基尼环礁美国那场败家炸航母的战略忽悠核试验吗?自从有了超算,计算能力大幅提升,许多模拟核实验就可以做了。美国后面的核试验和核导弹模拟就基本交给计算机完成了,从而避免了核试验对环境破坏和国际舆论的不满。说超算是国家“战略武器”之一并不为过。美国新一代F-35隐身战斗机也在计算机模拟风洞和模拟雷达波中不断试验,反复修改气动布局和隐身性能参数后,才生产样机实地测试的,大大降低了装备研发成本,周期和难度。
不只是军事领域,民生领域和科研领域同样大放异彩。借助超算我们完成了人类基因组序列测定,揭开了人类基因的奥秘。在天气预报、能源勘探、精密医疗、交通导航、气候问题、材料科学、航天航空、天体物理、量子物理等领域超级计算机都有广泛应用。
现在很热门的大数据,云计算和人工智能也都和超算息息相关。围棋AI程序AlphaGo 前段时间之所以能战胜顶尖选手李世石和中国的柯洁,不只是深度学习和神经网络算法先进,更重要的是有数百台服务器和超级计算机在背后默默支持,才保证了它令人恐惧的计算分析能力。
神威问世以来,国家计算流体力学实验室利用它对“天宫一号”返回路径的数值模拟将为“天宫一号”顺利回家提供精确预测。
清华大学科研团队也基于超算首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟,全面提高我国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力。
超级计算机世界领先的背后是我国电子工业、计算机产业等领域的厚积薄发,以及全体科研人员的不懈努力,给祖国点个赞,给那些为了中国梦奋斗的人们点个赞!