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研發背景

超級計算(suan)機，被稱為“國(guo)(guo)之重(zhong)器”，超級計算(suan)屬于戰略高技術(shu)領域，是世界各國(guo)(guo)競相角(jiao)逐的(de)科技制高點(dian)，也是一(yi)個國(guo)(guo)家科技實力的(de)重(zhong)要(yao)標志之一(yi)。自(zi)中國(guo)(guo)863計劃(hua)實施以來，國(guo)(guo)家高度重(zhong)視并(bing)且支持超級計算(suan)系統的(de)研發，但由于基(ji)礎薄弱起步較晚(wan)，在國(guo)(guo)際舞臺中一(yi)直受制于人，美國(guo)(guo)更是在2015年宣布對中國(guo)(guo)禁(jin)售高性能處理(li)器。

組成結構

神威·太湖之光(guang)超級計算機由40個(ge)運(yun)(yun)算機柜(ju)和8個(ge)網絡(luo)機柜(ju)組成。每個(ge)運(yun)(yun)算機柜(ju)比(bi)家用的雙門冰(bing)箱略大(da)，打(da)開柜(ju)門，4塊由32塊運(yun)(yun)算插件(jian)組成的超節(jie)點(dian)(dian)(dian)分布其中。每個(ge)插件(jian)由4個(ge)運(yun)(yun)算節(jie)點(dian)(dian)(dian)板組成，一(yi)個(ge)運(yun)(yun)算節(jie)點(dian)(dian)(dian)板又含2塊“申威26010”高性能處(chu)(chu)理器。一(yi)臺(tai)機柜(ju)就有(you)(you)1024塊處(chu)(chu)理器，整臺(tai)“神威·太湖之光(guang)”共有(you)(you)40960塊處(chu)(chu)理器。每個(ge)單個(ge)處(chu)(chu)理器有(you)(you)260個(ge)核心，主板為雙節(jie)點(dian)(dian)(dian)設計，每個(ge)CPU固化的板載內存(cun)為32GBDDR3-2133。

整體布局

至于機(ji)房擺放，太湖之(zhi)光采用了兩側各20個計算機(ji)柜和存(cun)儲機(ji)柜、中間單列網絡系統機(ji)柜的布(bu)局(ju)，占地面積605平方(fang)米。

主要性能

1.峰值性能125.436PFlops，世(shi)界(jie)第二(er)

2.持續性能(neng)93.015PFlops，世界(jie)第(di)一

3.性能功耗比6051MFlops/W，世界第一(yi)

蟬聯冠軍

2016年6月20日(ri)，在法蘭克福世界超(chao)算大會上，國際TOP500組(zu)織發(fa)布的榜單顯示，“神威(wei)·太(tai)湖之光”超(chao)級計算機系統登頂榜單之首，不僅速度比第(di)二名“天河二號”快出(chu)近(jin)兩(liang)倍，其效(xiao)率也提高3倍。

2016年(nian)11月14日(ri)，新一期全球超級計算(suan)(suan)機500強（TOP500）榜(bang)單，中國“神威·太湖之光(guang)”以較大(da)的運算(suan)(suan)速度(du)優勢輕(qing)松蟬聯冠軍(jun)。算(suan)(suan)上此前(qian)“天河二號(hao)”的六連(lian)冠，中國已連(lian)續4年(nian)占據(ju)全球超算(suan)(suan)排(pai)行(xing)榜(bang)的最高席位。

2017年(nian)6月19日下(xia)午，在德國(guo)法蘭克福召開的ISC2017國(guo)際高性能計算(suan)大會上，“神威(wei)·太湖之光”超(chao)級計算(suan)機以(yi)每(mei)秒12.5億億次的峰值計算(suan)能力以(yi)及(ji)每(mei)秒9.3億億次的持(chi)續計算(suan)能力，再次斬獲世(shi)界超(chao)級計算(suan)機排(pai)名榜(bang)單TOP500第一(yi)名。本次奪冠也實(shi)現了我(wo)國(guo)國(guo)產超(chao)算(suan)系統在世(shi)界超(chao)級計算(suan)機冠軍寶座的首次三連冠，國(guo)產芯(xin)片繼(ji)續在世(shi)界舞臺上展露光芒。

2017年11月13日，新(xin)一(yi)(yi)(yi)期全(quan)球超(chao)(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)500強榜(bang)(bang)單發布(bu)，中國(guo)超(chao)(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)“神威·太(tai)湖之光”和(he)“天(tian)河(he)二(er)號”連(lian)續第(di)四次分列冠亞軍，且中國(guo)超(chao)(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機(ji)上(shang)榜(bang)(bang)總數又一(yi)(yi)(yi)次反(fan)超(chao)(chao)美國(guo)，奪得(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)。此次中國(guo)“神威·太(tai)湖之光”和(he)“天(tian)河(he)二(er)號”再次領跑，其浮點運算(suan)(suan)速(su)度分別為(wei)每秒9.3億(yi)億(yi)次和(he)每秒3.39億(yi)億(yi)次。

2018年11月12日，新一期(qi)全(quan)球超(chao)級計算機500強榜單在美(mei)國(guo)達拉斯發布，中國(guo)超(chao)算“神威·太(tai)湖之光”位列第三(san)名。

應用場景

以(yi)清華大學為主(zhu)體的科研團隊首次實現了百萬核規模的全球(qiu)10公里高分辨率地球(qiu)系統(tong)數值(zhi)模擬，將全面提(ti)高我國應對極(ji)端氣候和自然災害的減災防災能力；

國家(jia)計算流體力學實(shi)驗室對“天宮(gong)一(yi)號(hao)”返回路徑的數值模擬將(jiang)為“天宮(gong)一(yi)號(hao)”順利回家(jia)提供精確預測；

上海藥物所開展的藥物篩選和疾病(bing)機(ji)理研究，大大加速了白血(xue)病(bing)、癌(ai)癥、禽流感等方向的藥物設計進度。

2016年(nian)(nian)11月18日凌晨4：20時許（北京時間），2016年(nian)(nian)度“戈登(deng)·貝爾(er)”獎(jiang)的(de)(de)謎底終于在(zai)(zai)美(mei)國鹽湖(hu)城舉行(xing)的(de)(de)國際超算(suan)(suan)大會(hui)（SC16）上(shang)揭曉。中科院(yuan)軟件所楊超研究員與清(qing)華大學(xue)副教(jiao)授薛巍、付昊桓等人聯合北師(shi)大組成的(de)(de)研究團隊憑借(jie)在(zai)(zai)“神(shen)威·太(tai)湖(hu)之光”上(shang)運(yun)行(xing)的(de)(de)“全(quan)球(qiu)大氣非靜力云分辨模擬”應(ying)用(yong)(yong)一舉摘(zhai)得該項錦標，實現了我(wo)國高性能計算(suan)(suan)應(ying)用(yong)(yong)成果在(zai)(zai)該獎(jiang)項上(shang)零(ling)的(de)(de)突破。此(ci)次全(quan)球(qiu)共(gong)有6項應(ying)用(yong)(yong)成果入圍“戈登(deng)·貝爾(er)”獎(jiang)最終提名，其(qi)中3項都(dou)是依(yi)托“神(shen)威·太(tai)湖(hu)之光”完成的(de)(de)。其(qi)余2項應(ying)用(yong)(yong)分別(bie)為國家海(hai)洋局(ju)海(hai)洋一所與清(qing)華大學(xue)合作的(de)(de)“高分辨率海(hai)浪(lang)數值(zhi)模擬”和中科院(yuan)網絡中心的(de)(de)“鈦合金微結構演化相場模擬”。

獲獎記錄

7月15日(ri)，權威(wei)(wei)的世界(jie)紀錄認證機(ji)構吉尼斯世界(jie)紀錄宣布(bu)，位于國(guo)家超(chao)級計(ji)算機(ji)無(wu)錫中心的“神威(wei)(wei)·太湖(hu)之光”在德(de)國(guo)法蘭克福(fu)國(guo)際(ji)超(chao)算大會(hui)（ISC）公布(bu)的新一期全(quan)球(qiu)超(chao)級計(ji)算機(ji)500強榜(bang)單中以3倍于第二名的運(yun)算速度名列第一，是“運(yun)算速度最快的計(ji)算機(ji)”。

“神威·太湖(hu)之光”由(you)國家(jia)并行計(ji)(ji)算機(ji)工程技術研究中心研制，全部采用(yong)中國國產處理器構建(jian)，是世界上首臺峰(feng)(feng)值計(ji)(ji)算速度(du)超過十億(yi)億(yi)次(ci)的超級計(ji)(ji)算機(ji)，其峰(feng)(feng)值計(ji)(ji)算速度(du)達(da)每(mei)秒12.54億(yi)億(yi)次(ci)。

依托“神威·太湖之光”，在天氣氣候、航空航天、海洋(yang)科(ke)學、新藥創制、先進制造、新材料等(deng)重要(yao)領域取得了一批應用成果。其中(zhong)(zhong)，由(you)(you)中(zhong)(zhong)科(ke)院(yuan)軟件所、清華(hua)大(da)(da)學和(he)北京師范大(da)(da)學申報的“全球(qiu)大(da)(da)氣非靜力(li)云分辨模擬(ni)”課題(ti)(ti)，由(you)(you)國家海洋(yang)局海洋(yang)一所和(he)清華(hua)大(da)(da)學申報的“全球(qiu)高(gao)(gao)分辨率(lv)海浪數值模式”課題(ti)(ti)，由(you)(you)中(zhong)(zhong)科(ke)院(yuan)網絡中(zhong)(zhong)心申報的“鈦合金微結構演(yan)化相(xiang)場模擬(ni)”課題(ti)(ti)分別(bie)入圍了高(gao)(gao)性能(neng)計算(suan)應用領域的最(zui)高(gao)(gao)獎(jiang)——“戈登貝爾獎(jiang)”，這是中(zhong)(zhong)國在該領域的首(shou)次突破。吉尼(ni)斯(si)世界紀錄(lu)大(da)(da)中(zhong)(zhong)華(hua)區總裁羅(luo)文向國家超級(ji)計算(suan)機(ji)無錫中(zhong)(zhong)心主任楊廣文先生頒(ban)發吉尼(ni)斯(si)世界紀錄(lu)認證書。

研制意義

中國計算(suan)機學(xue)會(hui)高性(xing)能計算(suan)專委會(hui)秘書長張云泉表示，“神威·太(tai)(tai)湖之光”是國內(nei)第(di)一(yi)臺全部采(cai)用(yong)國產處理器構建的(de)世界第(di)一(yi)的(de)超(chao)級計算(suan)機。它是根(gen)據國家(jia)科技部863計劃研(yan)(yan)制的(de)，研(yan)(yan)制周(zhou)期用(yong)了接近3年(nian)，但(dan)之前的(de)預研(yan)(yan)時(shi)間無(wu)法(fa)估算(suan)。“其實(shi)，我(wo)們在去年(nian)底就知道‘神威·太(tai)(tai)湖之光’具有拿(na)世界冠(guan)軍的(de)能力，但(dan)當時(shi)出于(yu)保密考慮一(yi)直沒(mei)有對外發布。”

對(dui)于中國(guo)超算(suan)(suan)的國(guo)產(chan)化情況，張云泉介(jie)紹(shao)說，按照評估，“天河”系列(lie)的國(guo)產(chan)化程度是70%左右，濟南(nan)超算(suan)(suan)中心的“神威藍光(guang)”超級計算(suan)(suan)機能(neng)達到(dao)85%以上，“神威·太(tai)湖之(zhi)光(guang)”的處理器(qi)則是全國(guo)產(chan)的。

“中(zhong)國(guo)已在這場比賽中(zhong)大幅(fu)領先”，美國(guo)勞倫(lun)斯伯克利國(guo)家實(shi)驗(yan)室副主任西蒙稱，超級(ji)計算機(ji)系(xi)統的(de)每一部件均在中(zhong)國(guo)本土(tu)制造(zao)意義重大。該(gai)實(shi)驗(yan)室是超級(ji)計算機(ji)的(de)主要用戶，協助(zhu)編制全(quan)球超級(ji)計算機(ji)500強名單(dan)。“TOP500”網站評論(lun)說，“神威(wei)·太湖之光(guang)”的(de)性能結束了“中(zhong)國(guo)只能依靠西方技術才能在超算領域拔得頭籌(chou)”的(de)時代。

“憑借一(yi)(yi)套搭載本(ben)土自(zi)主研發處理(li)器芯片(pian)的世界(jie)一(yi)(yi)流超級計算機(ji)系(xi)統，中(zhong)國(guo)鞏固了在(zai)這一(yi)(yi)計算機(ji)最(zui)高領域的領導地(di)位(wei)。”《華爾街日報》20日稱，“神(shen)威·太(tai)湖之(zhi)光”是中(zhong)國(guo)首臺(tai)(tai)未使(shi)用美(mei)國(guo)芯片(pian)技(ji)術(shu)且運行速度(du)排名世界(jie)第一(yi)(yi)的計算機(ji)。“此前位(wei)列第一(yi)(yi)的‘天河二號’使(shi)用了英特(te)爾公司研發的芯片(pian)，去年出臺(tai)(tai)的一(yi)(yi)項美(mei)國(guo)出口禁令使(shi)該系(xi)統未能(neng)獲得升級所需芯片(pian)。”

正(zheng)如《華爾街日報(bao)》所說，我國(guo)(guo)(guo)863計(ji)(ji)劃持(chi)(chi)續支持(chi)(chi)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算系統的研發(fa)，但(dan)在處理器(qi)設計(ji)(ji)制(zhi)造方面(mian)，相當一(yi)段時(shi)(shi)間都不能擺脫受(shou)制(zhi)于人的局面(mian)。2015年4月(yue)，美國(guo)(guo)(guo)商務部發(fa)布(bu)公告，決定禁止向中國(guo)(guo)(guo)4家國(guo)(guo)(guo)家超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算機機構出售“至強”(XEON)芯片(pian)。當時(shi)(shi)張云泉在接受(shou)《環球(qiu)時(shi)(shi)報(bao)》專(zhuan)訪(fang)時(shi)(shi)表示(shi)，禁售短期內可能造成“天(tian)河二號”升級(ji)計(ji)(ji)劃拖延，但(dan)長期來(lai)看“是倒逼(bi)中國(guo)(guo)(guo)推進超(chao)算國(guo)(guo)(guo)產化戰略的重要(yao)機遇”。

專家的(de)(de)話可謂(wei)一語中(zhong)的(de)(de)。時隔一年(nian)，張云(yun)泉20日再次接受《環(huan)球時報》采訪時，他(ta)對(dui)國(guo)產處(chu)理器(qi)發展得這么快(kuai)、并且奪得世界冠軍充滿感慨(kai)。他(ta)表示(shi)，美國(guo)的(de)(de)芯片(pian)禁運反而縮(suo)短了中(zhong)國(guo)的(de)(de)研制(zhi)周期，使我們搞出了完全自主的(de)(de)高性能(neng)處(chu)理器(qi)和完全自主可控的(de)(de)超級計算(suan)機，“西方的(de)(de)芯片(pian)禁運對(dui)中(zhong)國(guo)可謂(wei)利大于弊”。