領先美國！世界首台E級超算原型機建成：晶元全都我們自己造

7月27日，我國自行研製，且主要晶元完全獨立自主研發的天河三號E級超算原型機系統」（一秒運算百億億次，也被稱為E級超級計算機 或1000P級別超級計算機）已在國家超級計算天津中心完成研製部署，該系統由國防科技大學牽頭研製，是我國三大E級超級計算機首個原型機系統，據悉，我國另一台E級原型機——神威E級原型機在國家超算濟南中心開始安裝，也將在年內投入使用，目前，我國利用E級原型機的研製驗收關鍵技術，未來可擴展至實用型型號，為了盡量避免失敗，2016年科技部立項了3台原型機進行驗證，除了上面天河三號E級超算、神威E級超算，還有曙光某型E級超算，他們分別預計完成時間是2020年、2021年和2022年。除去為了避免研製過程中出現問題之外，我國為何要同時推進三個E級超算原型機項目呢？

實際上，世界各主要超算強國都在加快自己的E級超算研製，E級超算的運算速度是目前世界第一的「summit」超級計算機的五倍還多，由於自2015年以來，我國超級計算機長期稱霸TOP500超算排行榜，這給美方巨大的心理震撼，2015年當年，美方開始加速研製新一代超級計算機，其E級超算計劃在2021年推出，而日本的「post K」E級超算計劃2020年前完成，可以說在全世界E級超算研製的競賽已經日趨白熱化，目前，各國紛紛加強高性能計算研發布局和應用拓展，我國已做好百億億次計算的三大戰略部署，世界各國新一輪超算競爭已經開始，那麼又是什麼讓超算變得這麼火？讓幾個大國爭先恐後呢？

通常來說，E級超算的研究不僅僅對國家科技發展有極為重要的作用，對國家安全具有舉足輕重的意義。高性能超級計算機應用大致可分為以下幾個主要方向，一類是與國家安全密切相關的使命性應用，如美能源部各國家實驗室所從事的核武器設計、試驗、改進和安全儲存的研究，需要超級計算機進行全物理、全系統、真三維的數值模擬；一類是解決能源、環境、健康等方面重大挑戰性問題的應用，例如聚變能源、全球氣候變化、新材料設計、新葯創製等； 還有一類是以計算促進基礎科學研究和重大科學發現，例如在宇宙起源、腦功能、基因和蛋白質組學、計算物理、計算化學、計算材料等方面的應用，總體上來說，未來核武器研製和開發離不開E級超算，未來航空航天飛行器設計和製造離不開E級超算。

我們以飛機製造為例子，飛機製造可謂是航空航天事業中最為精密的一個部分，大到飛機機身外殼、兩側機翼外殼，小到駕駛艙的一個指針、油箱上的一顆螺絲，這無疑對製造業而言是個考驗。然而超級計算機時代的到來，讓飛機製造行業發生了天翻地覆的變化。首先在飛機整體設計出來之後，製造廠將應用超級計算機提供的高端技術進行飛機虛擬製造模擬，通過相關軟體將飛機拆分成每一個細小的部分，實現分部模擬製造，並且模擬從飛機零件製造到裝配的整個過程。當然，我們必須了解到，把「超級計算機世界第一」當做「強國必備」榮耀的想法已經過時。超級計算機在今天其實早就不是代表大國崛起、提振民族自豪感的東西了，而是實實在在的工具。

而對於工具，實用、高效和划算這些才是最重要的特質，為此，我國實現國產超級計算機的核心零組件，包括晶元在內的全面國產化就是為了防止在應用過程中被人卡脖子。目前，我國已建成由17個高性能計算中心構成的國家高性能計算服務環境，資源能力位居世界前列，尖端成果不斷湧現。我國研製的超級計算機已連續10次在以Linpack性能排名的HPC TOP500中奪冠，我國學者開發的超算應用還連續兩次獲得ACM戈登·貝爾獎，說明我國不但能造出世界上速度最快的計算機，而且能在超級計算機上實現其他國家還做不到的實際應用，高性能計算已像航天和高鐵一樣成為我國的「名片」。

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