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研發背景

超(chao)級(ji)計算機，被(bei)稱為“國(guo)之重(zhong)器”，超(chao)級(ji)計算屬于戰略高技(ji)術(shu)領域，是(shi)世界各國(guo)競相角逐(zhu)的科技(ji)制(zhi)高點，也是(shi)一(yi)(yi)個國(guo)家(jia)科技(ji)實(shi)力的重(zhong)要標志之一(yi)(yi)。自(zi)中國(guo)863計劃實(shi)施以(yi)來(lai)，國(guo)家(jia)高度重(zhong)視并(bing)且支(zhi)持超(chao)級(ji)計算系統的研(yan)發(fa)，但由于基礎薄弱起步較晚，在(zai)(zai)國(guo)際舞臺中一(yi)(yi)直受制(zhi)于人(ren)，美國(guo)更是(shi)在(zai)(zai)2015年(nian)宣布對中國(guo)禁售高性能處理器。

組成結構

神威(wei)·太(tai)湖之光超級計(ji)算(suan)機(ji)由40個(ge)(ge)(ge)運(yun)算(suan)機(ji)柜(ju)和8個(ge)(ge)(ge)網(wang)絡機(ji)柜(ju)組(zu)成。每(mei)個(ge)(ge)(ge)運(yun)算(suan)機(ji)柜(ju)比家用的雙門冰箱略大，打開(kai)柜(ju)門，4塊由32塊運(yun)算(suan)插件(jian)組(zu)成的超節點(dian)分(fen)布其中(zhong)。每(mei)個(ge)(ge)(ge)插件(jian)由4個(ge)(ge)(ge)運(yun)算(suan)節點(dian)板組(zu)成，一個(ge)(ge)(ge)運(yun)算(suan)節點(dian)板又含2塊“申威(wei)26010”高性(xing)能處(chu)(chu)(chu)理(li)器。一臺(tai)機(ji)柜(ju)就(jiu)有1024塊處(chu)(chu)(chu)理(li)器，整臺(tai)“神威(wei)·太(tai)湖之光”共有40960塊處(chu)(chu)(chu)理(li)器。每(mei)個(ge)(ge)(ge)單(dan)個(ge)(ge)(ge)處(chu)(chu)(chu)理(li)器有260個(ge)(ge)(ge)核心，主板為雙節點(dian)設(she)計(ji)，每(mei)個(ge)(ge)(ge)CPU固化的板載內存為32GBDDR3-2133。

整體布局

至于機(ji)房擺放(fang)，太(tai)湖之(zhi)光采(cai)用(yong)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)柜的布局，占地面(mian)積605平方(fang)米。

主要性能

1.峰值性(xing)能125.436PFlops，世(shi)界第二

2.持續性能93.015PFlops，世(shi)界第一

3.性能功耗比6051MFlops/W，世(shi)界第一

蟬聯冠軍

2016年6月20日(ri)，在法蘭克福世界(jie)超(chao)算(suan)(suan)大(da)會上，國際TOP500組織發布的(de)榜(bang)單顯示，“神威·太湖之光”超(chao)級(ji)計算(suan)(suan)機系統登(deng)頂榜(bang)單之首，不僅速度比第二名(ming)“天河二號(hao)”快(kuai)出近兩倍(bei)，其(qi)效率也提高(gao)3倍(bei)。

2016年11月14日，新一(yi)期全球超級計(ji)算機500強(qiang)（TOP500）榜單，中國“神威(wei)·太(tai)湖之光”以較大的(de)運(yun)算速度(du)優勢輕松(song)蟬(chan)聯(lian)冠軍。算上此前“天河二號”的(de)六連冠，中國已(yi)連續4年占據(ju)全球超算排行(xing)榜的(de)最高席位。

2017年6月19日下午，在(zai)(zai)德國(guo)(guo)法蘭克福(fu)召開的(de)(de)ISC2017國(guo)(guo)際高性能計(ji)算大會上，“神威·太湖之光(guang)(guang)”超級計(ji)算機以(yi)每秒12.5億億次(ci)的(de)(de)峰(feng)值計(ji)算能力以(yi)及每秒9.3億億次(ci)的(de)(de)持續(xu)(xu)計(ji)算能力，再次(ci)斬(zhan)獲世(shi)界超級計(ji)算機排名榜單TOP500第一名。本次(ci)奪(duo)冠(guan)也實(shi)現了我國(guo)(guo)國(guo)(guo)產超算系統(tong)在(zai)(zai)世(shi)界超級計(ji)算機冠(guan)軍寶座的(de)(de)首次(ci)三連冠(guan)，國(guo)(guo)產芯片繼(ji)續(xu)(xu)在(zai)(zai)世(shi)界舞臺上展露光(guang)(guang)芒。

2017年11月13日，新(xin)一(yi)期全球超級(ji)計算機(ji)500強榜(bang)單發布，中國(guo)超級(ji)計算機(ji)“神威·太湖之(zhi)(zhi)光(guang)”和(he)“天河二號(hao)”連續(xu)第(di)四次(ci)分列冠亞軍，且中國(guo)超級(ji)計算機(ji)上榜(bang)總數(shu)又一(yi)次(ci)反超美國(guo)，奪得(de)第(di)一(yi)。此次(ci)中國(guo)“神威·太湖之(zhi)(zhi)光(guang)”和(he)“天河二號(hao)”再(zai)次(ci)領跑，其浮點運算速度(du)分別為每(mei)秒9.3億(yi)億(yi)次(ci)和(he)每(mei)秒3.39億(yi)億(yi)次(ci)。

2018年11月(yue)12日，新(xin)一期全球超級計算機500強榜(bang)單在美國達拉斯發(fa)布，中國超算“神威·太湖之光”位列第三名(ming)。

應用場景

以清華大學為主體的(de)科研團隊首次實現了百萬核規模的(de)全球(qiu)10公里高分辨率(lv)地(di)球(qiu)系統數值模擬(ni)，將(jiang)全面提(ti)高我國應對極端(duan)氣候和自然(ran)災(zai)害(hai)的(de)減災(zai)防災(zai)能(neng)力；

國家(jia)計算(suan)流體(ti)力(li)學(xue)實驗(yan)室(shi)對“天宮一號”返(fan)回(hui)路徑的數值模擬將(jiang)為“天宮一號”順利回(hui)家(jia)提供精(jing)確預測；

上(shang)海藥(yao)物(wu)所開展(zhan)的(de)藥(yao)物(wu)篩選(xuan)和(he)疾病(bing)機理(li)研究，大(da)大(da)加速了白血(xue)病(bing)、癌癥、禽流感等方(fang)向的(de)藥(yao)物(wu)設計進(jin)度。

2016年11月18日凌晨4：20時許（北(bei)(bei)京時間），2016年度“戈登·貝爾(er)”獎的(de)(de)謎底終于在美國(guo)鹽湖城舉行(xing)的(de)(de)國(guo)際超(chao)算大(da)(da)會（SC16）上揭曉(xiao)。中科(ke)院(yuan)軟件所(suo)楊(yang)超(chao)研究員與清華大(da)(da)學副(fu)教(jiao)授薛(xue)巍、付昊桓等人(ren)聯(lian)合北(bei)(bei)師(shi)大(da)(da)組成(cheng)的(de)(de)研究團(tuan)隊憑借在“神(shen)威(wei)·太(tai)(tai)湖之(zhi)光(guang)”上運行(xing)的(de)(de)“全球(qiu)大(da)(da)氣非(fei)靜力云分(fen)辨(bian)模擬(ni)”應用(yong)一(yi)舉摘得該(gai)項(xiang)錦標，實現了(le)我國(guo)高(gao)性能計算應用(yong)成(cheng)果(guo)在該(gai)獎項(xiang)上零(ling)的(de)(de)突破(po)。此次全球(qiu)共有6項(xiang)應用(yong)成(cheng)果(guo)入圍“戈登·貝爾(er)”獎最終提名，其(qi)中3項(xiang)都是(shi)依托“神(shen)威(wei)·太(tai)(tai)湖之(zhi)光(guang)”完成(cheng)的(de)(de)。其(qi)余2項(xiang)應用(yong)分(fen)別為國(guo)家海(hai)洋局海(hai)洋一(yi)所(suo)與清華大(da)(da)學合作的(de)(de)“高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)海(hai)浪(lang)數值(zhi)模擬(ni)”和中科(ke)院(yuan)網絡中心的(de)(de)“鈦合金微結構演(yan)化(hua)相(xiang)場模擬(ni)”。

獲獎記錄

7月15日，權(quan)威的世界(jie)紀(ji)錄認證機構吉尼斯(si)世界(jie)紀(ji)錄宣布，位(wei)于國(guo)家超(chao)級計(ji)(ji)算機無錫中心的“神威·太湖(hu)之光”在(zai)德(de)國(guo)法蘭克(ke)福國(guo)際超(chao)算大會（ISC）公(gong)布的新一期(qi)全球超(chao)級計(ji)(ji)算機500強榜單(dan)中以3倍于第二名的運算速(su)(su)度(du)名列第一，是“運算速(su)(su)度(du)最(zui)快(kuai)的計(ji)(ji)算機”。

“神威(wei)·太湖之光(guang)”由國(guo)家并行計算(suan)機工程技術研(yan)究中心研(yan)制，全部采用(yong)中國(guo)國(guo)產處(chu)理器構(gou)建(jian)，是世界上首(shou)臺(tai)峰值計算(suan)速度超(chao)過十(shi)億億次的超(chao)級計算(suan)機，其峰值計算(suan)速度達(da)每秒12.54億億次。

依托“神威·太湖(hu)之光(guang)”，在天(tian)氣氣候、航空航天(tian)、海(hai)洋(yang)科(ke)學(xue)(xue)、新藥創制、先進制造、新材料等重(zhong)要領域取得了一批應用成果。其中(zhong)(zhong)，由中(zhong)(zhong)科(ke)院(yuan)軟(ruan)件(jian)所(suo)、清華大(da)學(xue)(xue)和北京師范(fan)大(da)學(xue)(xue)申報的(de)(de)“全(quan)球大(da)氣非靜(jing)力云分辨(bian)模(mo)擬(ni)”課題(ti)，由國家(jia)海(hai)洋(yang)局海(hai)洋(yang)一所(suo)和清華大(da)學(xue)(xue)申報的(de)(de)“全(quan)球高分辨(bian)率海(hai)浪數值模(mo)式(shi)”課題(ti)，由中(zhong)(zhong)科(ke)院(yuan)網絡中(zhong)(zhong)心申報的(de)(de)“鈦合金微結構演化相(xiang)場模(mo)擬(ni)”課題(ti)分別(bie)入圍了高性(xing)能計(ji)算應用領域的(de)(de)最高獎(jiang)——“戈登貝爾獎(jiang)”，這是中(zhong)(zhong)國在該領域的(de)(de)首次(ci)突破。吉尼斯(si)(si)世界紀錄(lu)大(da)中(zhong)(zhong)華區總(zong)裁羅文向國家(jia)超(chao)級計(ji)算機無錫中(zhong)(zhong)心主任楊廣文先生頒發吉尼斯(si)(si)世界紀錄(lu)認(ren)證書。

研制意義

中國(guo)(guo)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機學會高性能(neng)計(ji)(ji)算(suan)(suan)專委會秘書(shu)長張云泉表示，“神威·太湖(hu)之光(guang)”是國(guo)(guo)內第一(yi)臺全部采用國(guo)(guo)產處(chu)理器構建的(de)(de)世(shi)界第一(yi)的(de)(de)超(chao)級(ji)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機。它是根據國(guo)(guo)家科技部863計(ji)(ji)劃研(yan)制(zhi)的(de)(de)，研(yan)制(zhi)周期用了接(jie)近3年，但之前(qian)的(de)(de)預(yu)研(yan)時間無法估算(suan)(suan)。“其實，我(wo)們在去年底(di)就知(zhi)道(dao)‘神威·太湖(hu)之光(guang)’具(ju)有(you)(you)拿世(shi)界冠軍的(de)(de)能(neng)力，但當時出于保密考(kao)慮一(yi)直沒有(you)(you)對(dui)外發(fa)布(bu)。”

對于中(zhong)國(guo)超(chao)(chao)算的(de)(de)(de)國(guo)產(chan)化(hua)情(qing)況，張云泉介紹說，按照評估，“天河”系列的(de)(de)(de)國(guo)產(chan)化(hua)程度是70%左右，濟南超(chao)(chao)算中(zhong)心的(de)(de)(de)“神威藍光”超(chao)(chao)級計算機能達到85%以上(shang)，“神威·太湖之光”的(de)(de)(de)處理器則是全國(guo)產(chan)的(de)(de)(de)。

“中(zhong)(zhong)國已在(zai)這場比賽中(zhong)(zhong)大幅(fu)領先(xian)”，美國勞倫斯伯(bo)克利國家(jia)實驗室副主任西(xi)蒙稱，超級(ji)計算機系統(tong)的每(mei)一部件均在(zai)中(zhong)(zhong)國本土制(zhi)造意義重大。該實驗室是超級(ji)計算機的主要用戶，協助編制(zhi)全球(qiu)超級(ji)計算機500強名單(dan)。“TOP500”網站(zhan)評論說(shuo)，“神威·太湖(hu)之光”的性能結束了“中(zhong)(zhong)國只能依靠西(xi)方技(ji)術才能在(zai)超算領域拔得頭籌”的時代。

“憑借一套搭載本(ben)土自主研發處理器芯片(pian)的(de)世界一流(liu)超級計算機系統，中國鞏固了在這一計算機最高(gao)領(ling)域的(de)領(ling)導地位。”《華爾街日(ri)報(bao)》20日(ri)稱，“神威·太湖之光”是中國首臺(tai)未(wei)使用(yong)美(mei)國芯片(pian)技(ji)術且運行速度排名世界第(di)一的(de)計算機。“此前位列第(di)一的(de)‘天河(he)二號’使用(yong)了英特爾公(gong)司研發的(de)芯片(pian)，去(qu)年出臺(tai)的(de)一項美(mei)國出口(kou)禁令使該系統未(wei)能(neng)獲得(de)升級所(suo)需芯片(pian)。”

正如《華(hua)爾街日報》所說，我國863計劃持(chi)(chi)續支持(chi)(chi)超級計算系統的研發(fa)，但在處(chu)理器設計制(zhi)造方面，相當一段時(shi)(shi)間都不能(neng)(neng)擺脫受(shou)制(zhi)于人的局(ju)面。2015年(nian)4月，美國商務部發(fa)布公告，決定禁止(zhi)向中國4家國家超級計算機(ji)機(ji)構出售(shou)(shou)“至強”(XEON)芯片。當時(shi)(shi)張云泉在接受(shou)《環球時(shi)(shi)報》專訪時(shi)(shi)表示，禁售(shou)(shou)短期內可能(neng)(neng)造成(cheng)“天河二(er)號”升級計劃拖延，但長期來看“是倒(dao)逼中國推進超算國產化(hua)戰略的重要(yao)機(ji)遇”。

專家的話可(ke)謂一(yi)語中(zhong)的。時(shi)隔一(yi)年，張云泉20日再次接受(shou)《環球時(shi)報(bao)》采訪時(shi)，他對國產處理器(qi)(qi)發展得這么快、并且(qie)奪得世(shi)界冠(guan)軍(jun)充(chong)滿(man)感慨。他表示，美國的芯(xin)片禁運(yun)反(fan)而縮短(duan)了中(zhong)國的研制周期(qi)，使我們搞出(chu)了完全(quan)自主(zhu)的高性能處理器(qi)(qi)和完全(quan)自主(zhu)可(ke)控(kong)的超(chao)級計算機，“西方的芯(xin)片禁運(yun)對中(zhong)國可(ke)謂利大于弊”。