全球超級計算機排名中國奪冠亞軍中國「芯」再登世界之巔

科技 06-20

北京時間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，中國的「神威·太湖之光」以每秒12.5億億次的峰值計算能力以及每秒9.3億億次的持續計算能力奪得世界超級計算機冠軍，並且和「天河二號」第三次攜手奪得前兩名。這次榜單的第三名是來自瑞士國家超算中心的升級版PizDaint，美國超算則20年來首次無緣前三。

那麼，站在世界之巔的「神威·太湖之光」究竟「神」在哪裡？再次問鼎TOP500榜首對於我國超算領域發展又有怎樣的意義？

「神威·太湖之光」TOP500三連冠

三招「必殺技」：「太湖之光」顯神威

超級計算機新科世界冠軍——「神威·太湖之光」位於江蘇省國家超級計算無錫中心，它是一套非常宏大的計算機系統，由四十餘個高度集成的機櫃組成，是名副其實的「最強大腦」。那麼，作為世界上最快的超級計算機，「神威·太湖之光」拿下TOP500冠軍的過人之處有哪些？中科院計算所張雲泉研究員為我們進行了解讀，「必殺技能」有三招。

第一招——速度較量，唯快不破。張雲泉表示，「神威·太湖之光」的峰值運算速度已經達到了每秒12.54億億次，其一分鐘的計算能力相當於全球72億人口同時用計算器連續不間斷計算32年，這是全球第一台運行速度超過10億億次/秒的超級計算機。同時，其持續計算速度達到了每秒9.3億億次，是此前的世界冠軍「天河二號」的3倍，是目前世界上持續計算能力最強的超級計算機。在超級計算機基準程序Linpack測試中，「神威·太湖之光」僅用4小時就完成了「天河二號」20多個小時才能完成的運算任務。也就是說，「神威·太湖之光」的運算速度和計算能力都「完勝」此前的「天河二號」，這個世界冠軍實至名歸。

「神威·太湖之光」性能參數

第二招——最強大腦，中國芯。「神威·太湖之光」之所以擁有世界最快運行速度，當然還要歸功於其強大的硬體支持。張雲泉介紹說，超級計算機主要是依靠提高並行度和設備的規模來提升計算速度，「神威·太湖之光」擁有超過1000萬個處理器核，遠遠超過天河二號的300多萬個，從而極大地提升了其運算規模和並行度。

更加令人振奮的是，「神威·太湖之光」是首次完全用「中國芯」製造的中國最強大的超級計算機，此前「天河二號」使用的是英特爾至強處理器和Xeon Phi協處理器。作為「最強大腦」的「中國芯」，「申威26010」眾核處理器這個只有5厘米見方的小小薄塊，它集成了260個運算核心，數十億晶體管，達到了每秒3萬多億次計算能力，單晶元計算能力相當於3台2000年全球排名第一的超級計算機。40960個「中國芯」同時工作，讓「神威·太湖之光」登上了世界計算巔峰。

圖4 申威26010眾核處理器

第三招——綠色節能，又快又省。「神威·太湖之光」的功耗比達到了每瓦60.51億次，在運行速度和持續計算能力均大幅提升的同時，其功耗不升反降，成為世界上計算能力最強、但最綠色環保的超級計算機。

張雲泉表示，以前TOP500的超級計算機，其功耗都比較大，而「神威·太湖之光」的持續性能和功耗比兩項均屬世界排名第一，並且遠遠地大幅領先其他超級計算機，這也體現出我國在超級計算機研製領域，不單單追求以「快」取勝，並且在自主可控、持續性能和綠色指標等綜合性能方面都取得了突破性的進展，並且達到了新的高度。

超算用途廣：未來要擁抱大數據和人工智慧

人類在體育競技中，挑戰生理極限的同時，更多的是獲得精神上的激勵與鼓舞，而作為超級計算機領域的「奧運會」，登頂TOP500榜首不是最終目的，造福人類才是「神威·太湖之光」的終極使命。

超級計算機在能源、航天、生物製藥等領域已經有了豐富而卓有成效的應用，截至目前，國家超級計算無錫中心已經承接了國內30多個重大應用項目。其中，清華大學地球系統科學研究中心在「神威太湖之光」計算機系統上首次實現了百萬核規模、高解析度的地球系統數值模擬。截至目前，國家超級計算無錫中心已經承接了國內30多個重大應用項目。其中，清華大學地球系統科學研究中心在「神威太湖之光」計算機系統上首次實現了百萬核規模、高解析度的地球系統數值模擬。

未來，超級計算機應該全力擁抱人工智慧。中國科技部也啟動了AI2.0計劃，其中就包括研製AI超級計算機，如何讓超算更好地滿足人工智慧的需求可能是發展的下一個熱點。

張雲泉認為，如果互聯網是加法，那AI就是乘法，它對於社會各個行業的變革影響都將是非常巨大的，而且它可能是普惠的，從根本上改變整個社會的運行模式與發展態勢。