大国神器——神威·太湖之光超级计算机

神威·太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机。

神威·太湖之光超级计算机安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器，该众核处理器采用64位自主申威指令系统，峰值性能为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒。

2016年6月20日，在法兰克福世界超算大会上，国际TOP500组织发布的榜单显示，“神威·太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首， 不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍，其效率也提高3倍。

2016年11月14日，在美国盐湖城公布的新一期TOP500榜单中，“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。

2016年11月18日，我国科研人员依托“神威·太湖之光”超级计算机的应用成果首次荣获“戈登·贝尔”奖，实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。

超级计算机，被称为“国之重器”，超级计算属于战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技制高点，也是一个国家科技实力的重要标志之一。自中国863计划实施以来，国家高度重视并且支持超级计算系统的研发，但由于基础薄弱起步较晚，在国际舞台中一直受制于人，美国更是在2015年宣布对中国禁售高性能处理器。

神威·太湖之光超级计算机由40个运算机柜和8个网络机柜组成。每个运算机柜比家用的双门冰箱略大，打开柜门，4块由32块运算插件组成的超节点分布其中。每个插件由4个运算节点板组成，一个运算节点板又含2块“申威26010”高性能处理器。一台机柜就有1024块处理器，整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。

2016年6月20日，在法兰克福世界超算大会上，国际TOP500组织发布的榜单显示，“神威·太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首， 不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍，其效率也提高3倍。

2016年11月14日，新一期全球超级计算机500强（TOP500）榜单，中国“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。算上此前“天河二号”的六连冠，中国已连续4年占据全球超算排行榜的最高席位。

以清华大学为主体的科研团队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，将全面提高我国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力；

国家计算流体力学实验室对“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；

上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究，大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。

2016年11月18日凌晨4：20时许（北京时间），2016年度“戈登·贝尔”奖的谜底终于在美国盐湖城举行的国际超算大会（SC16）上揭晓。中科院软件所杨超研究员与清华大学副教授薛巍、付昊桓等人联合北师大组成的研究团队凭借在“神威·太湖之光”上运行的“全球大气非静力云分辨模拟”应用一举摘得该项锦标，实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。此次全球共有6项应用成果入围“戈登·贝尔”奖最终提名，其中3项都是依托“神威·太湖之光”完成的。其余2项应用分别为国家海洋局海洋一所与清华大学合作的“高分辨率海浪数值模拟”和中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。

7月15日，权威的世界纪录认证机构吉尼斯世界纪录宣布，位于国家超级计算机无锡中心的“神威·太湖之光” 在德国法兰克福国际超算大会（ISC）公布的新一期全球超级计算机500强榜单中以3倍于第二名的运算速度名列第一，是“运算速度最快的计算机”。

“神威·太湖之光”由国家并行计算机工程技术研究中心研制，全部采用中国国产处理器构建，是世界上首台峰值计算速度超过十亿亿次的超级计算机，其峰值计算速度达每秒12.54亿亿次。

依托“神威·太湖之光”，在天气气候、航空航天、海洋科学、新药创制、先进制造、新材料等重要领域取得了一批应用成果。其中，由中科院软件所、清华大学和北京师范大学申报的“全球大气非静力云分辨模拟”课题，由国家海洋局海洋一所和清华大学申报的“全球高分辨率海浪数值模式”课题，由中科院网络中心申报的“钛合金微结构演化相场模拟”课题分别入围了高性能计算应用领域的最高奖——“戈登贝尔奖”，这是中国在该领域的首次突破。吉尼斯世界纪录大中华区总裁罗文向国家超级计算机无锡中心主任杨广文先生颁发吉尼斯世界纪录认证书。

中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉表示，“神威·太湖之光”是国内第一台全部采用国产处理器构建的世界第一的超级计算机。它是根据国家科技部863计划研制的，研制周期用了接近3年，但之前的预研时间无法估算。“其实，我们在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠军的能力，但当时出于保密考虑一直没有对外发布。”

对于中国超算的国产化情况，张云泉介绍说，按照评估，“天河”系列的国产化程度是70%左右，济南超算中心的“神威蓝光”超级计算机能达到85%以上，“神威·太湖之光”的处理器则是全国产的。

“中国已在这场比赛中大幅领先”，美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任西蒙称，超级计算机系统的每一部件均在中国本土制造意义重大。该实验室是超级计算机的主要用户，协助编制全球超级计算机500强名单。“TOP500”网站评论说，“神威·太湖之光”的性能结束了“中国智能依靠西方技术才能在超算领域拔得头筹”的时代。

“凭借一套搭载本土自主研发处理器芯片的世界一流超级计算机系统，中国巩固了在这一计算机最高领域的领导地位。”《华尔街日报》20日称，“神威·太湖之光”是中国首台未使用美国芯片技术且运行速度排名世界第一的计算机。“此前位列第一的‘天河二号’使用了英特尔公司研发的芯片，去年出台的一项美国出口禁令使该系统未能获得升级所需芯片。”

正如《华尔街日报》所说，我国863计划持续支持超级计算系统的研发，但在处理器设计制造方面，相当一段时间都不能摆脱受制于人的局面。2015年4月，美国商务部发布公告，决定禁止向中国4家国家超级计算机机构出售“至强”(XEON)芯片。当时张云泉在接受《环球时报》专访时表示，禁售短期内可能造成“天河二号”升级计划拖延，但长期来看“是倒逼中国推进超算国产化战略的重要机遇”。

专家的话可谓一语中的。时隔一年，张云泉20日再次接受《环球时报》采访时，他对国产处理器发展得这么快、并且夺得世界冠军充满感慨。他表示，美国的芯片禁运反而缩短了中国的研制周期，使我们搞出了完全自主的高性能处理器和完全自主可控的超级计算机，“西方的芯片禁运对中国可谓利大于弊”。

就在中国的最新型超级计算机“神威•太湖之光”(以下简称“太湖之光”)前不久赶超中国蝉联六届TOP500全球超算冠军的“天河二号”,成为全球运算速度最快的超级计算机(以下简称超算),全世界就对中国这一“神秘机器”充满高度关注与好奇,坊间还传出各种各样有关国家超级计算无锡中心(以下简称无锡超算中心)以及它拥有的“太湖之光”的传闻,国内外超算业界与媒体也在不断通过公开与私下的渠道搜集着“太湖之光”的点滴新闻。到底这个神秘的“超级运算巨无霸”什么样?而拥有这一超级机器的“机窝”(业内对于超算中心的昵称)又是什么样呢?《环球时报》记者几经联系,日前终于走进全球最强超算——“太湖之光”的“机窝”无锡超算中心一探究竟。

很多人可能认为运营着全球最强超算的无锡超算中心一定非常高大上,但《环球时报》记者从无锡高铁站下车之后,几乎横穿了整个无锡市,才在无锡西南方向一个并不是很起眼的科技园区内找到无锡超算中心的所在地。而它所在的大楼也非常低调,门口并没有摆放或挂设任何表明身份的标识,只是在大堂正中墙壁上挂着的一个液晶屏上显示:国家超级计算无锡中心欢迎您。而在液晶屏的右侧是一个需要指纹开锁才能进入的玻璃门,上面写着国家超级计算无锡中心,后来记者才知道这就是通往“太湖之光”机房的大门。而在保持低调的同时,这个国家级第六大超算中心的简朴程度也让《环球时报》记者大吃一惊。在乘坐电梯前往无锡超算中心当家人杨广文主任的办公室时,记者看到电梯厢体上的保护材料还没有拆除,而杨广文办公用的转椅底座上竟然还保留着出厂时的塑料泡沫。

谈起无锡超算中心的成立,杨广文的自豪之情溢于言表。据他介绍,“十二五”期间,科技部支持了两个十亿亿次级的超算项目,其中一个是先期启动的“天河二号”项目,而后在2014年,“太湖之光”也在科技部正式立项,2014年底就已完成原型机的验证,而在2015年底就已经完成“太湖之光”系统的研制与组装。由于当时科技部的要求是建“全球一流的超级计算机和全球一流的超算中心”,所以在超算研制完成的同时,超算中心也就成立了。

用两年左右的时间就能研制出世界第一的超算,这个速度是不是太惊人了?杨广文回应称,“太湖之光”的具体研制时间虽然短,但它之前经过了很长时间的技术预研。它采用的是国家“核高基”重点科技专项支持的由国家高性能集成电路设计中心通过自主核心技术开发的全国产“申威”CPU。“申威”系列的技术路线比较明晰而稳定,而且采用上一代“申威”CPU的“神威蓝光”超算为“太湖之光”的发展做了很好的铺垫和尝试。没有它,“太湖之光”也就不会那么快研制出来。

随后《环球时报》记者被允许进入无锡超算中心最核心的区域——“太湖之光”的机房。所有进入机房区域的人员都必须穿上防尘鞋套,墙壁上到处贴着禁止拍照摄像的标识。不过,据杨广文介绍,这些都是在今年6月TOP500榜单发布之前贴出来的,因为当时“太湖之光”还处于严格保密阶段,6月20日机器发布后,整个无锡超算中心无论对于国内外同行,还是有意合作的应用方,都抱着一种开放的态度。记者在整个采访过程中也深刻体会到这一点,记者采访时,还遇到广州番禺区的代表正在进行参观,据介绍,“天河二号”所在的广州超算中心就位于番禺区。记者还目睹了好几拨外国的专家与相关企业到这里寻求合作。（责编 杜宏伟）