超算领域质的跨越

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  6月20日,在德国举办的国际超级计算机大会(ISC)上,全球超算500强名单迎来了第47次更新。中国高性能计算喜获丰收,不仅包揽了前两名,而且还以167套超算系统的入榜数量超越美国的165套,成为入榜数量最多的国家。
  对于我国高性能计算而言,这次更新是继2011年11月天河一号首次夺得全球超算第一之后,一次里程碑式的更新。如果说入榜数量第一还只是一次量的变化,那么,此次夺冠的神威·太湖之光超级计算机则是一次质的跨越。
  作为全球第一套冲破十亿亿次峰值浮点运算大关的超算系统,神威·太湖之光在峰值运算性能、持续运算性功能、性能功耗比等最重要的三项指标上均位居全球第一。其峰值运算性能、持续运算性能和性能功耗比分别为:12.5亿亿次浮点/秒、9.3亿亿次浮点/秒和60亿次浮点/秒·瓦,分别是第二名基于英特尔处理器的天河二号的2.28倍、2.75倍和3.18倍。
  神威·太湖之光卓越的性能表现与其在体系架构、高密度组装、高效直流供电、全集水冷等方面关键技术的实施密切相关,但最为关键的是该系统全部采用的是国产申威众核处理器。
  早在2011年10月,笔者在采访全国高性能计算学术年会期间,就见证了神威蓝光超算系统的国家超级计算济南中心的落成。该系统采用的是国产申威1600处理器。
  对于神威蓝光和申威处理器,官方是这样评价的。科技部发表的《国家科技计划年度报告2012》认为:神威蓝光标志着中国成为继美国、日本后第三个能够采用自主处理器构建千万亿次超级计算机系统的国家,实现了国家大型关键信息基础设施核心技术自主可控的目标。而《国家科技计划年度报告2014》在总结重大专项取得的阶段性成果时认为:高端通用芯片的发展为“神威蓝光”等高性能计算机提供了支持,超级计算机CPU能效已经超过国外同类产品。
  如果说神威蓝光在通用高性能计算领域还只是峥嵘初露的话,那么,此次神威·太湖之光则是宏图大展。因为申威处理器从结构设计、逻辑设计、正确性验证,直到后端的物理设计与分析测试都是自主设计的,加上制造过程也在国内,真正实现了全程自主可控。这在信息安全形势日益严峻的今天,对于国家安全而言,意义重大。
  由于我国科学技术底子薄等历史原因,很多科技领域都在努力地向国际同行学习,不断缩小与国际先进水平的差距,因此,低水平下的自主可控也就在所难免。而此次采用的申威26010众核处理器的最大亮点则是在高水平上实现自主可控,在高性能计算领域可以与英特尔分庭抗礼,从而打破了国外对中国超算领域核心技术的封锁。
  与天河二号每年电费上亿元相比,神威·太湖之光的系统总功耗更低,但性能却高出后者近3倍,或者说同样性能下神威·太湖之光的能耗只有天河二号的1/3。这在国内高性能计算建设上树立了一个典范。(马文方)
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