當(dāng)?shù)貢r間14日下午5點15分（北京時間15日上午9點15分），美國丹佛，全球超算大會公布第50期“全球超算500強”名單，中國的“神威·太湖之光”超級計算機以每秒12.5億億次的峰值計算能力、每秒9.3億億次的持續(xù)計算能力，再次斬獲世界超算排名榜單第一名；中國的“天河二號”獲榜眼。
大江東工作室的東哥一聞此訊，莫名興奮，趕緊去探：這“太湖之光”得有多牛啊——國家超級計算無錫中心主任楊廣文卻云淡風(fēng)輕：這不算啥新聞啊，咱都第四次奪冠了。其實，牛上加牛的是，咱景仰的大神級項目，這位“冠軍”都默默助力過：C919大飛機、南海造島、“天宮”系列、“人造小太陽”……
國家超級計算無錫中心的“神威·太湖之光”超算系統(tǒng)連續(xù)第四次全球折桂。圖為頒獎現(xiàn)場。 段芳芳攝
世界超算新格局：短短半年，中國全面逆襲美國，數(shù)量、性能雙雙稱冠，美國被擠出前五名。
國際TOP500組織在其官方網(wǎng)站“TOP500”以“在最新全球超算500強榜單中，中國超越美國”為題，分析了超算發(fā)展新格局。中國上榜超級計算機系統(tǒng)以202臺超越美國的143臺，這也是該榜單發(fā)布以來中國超算占比最高的一次，也是美國占比最低的一次。
“在最新的全國超算500強名單中，中國超越美國”——國際500強組織官方網(wǎng)站文章截圖
文章寫道，6個月之前，美國超算系統(tǒng)數(shù)量為169臺，而中國是160臺。六個月中，中國超算猛增26％，美國則少了15％。排名第三的日本僅僅35臺，之后是德國20臺、法國18臺、英國15臺。
更關(guān)鍵的是，中國的強勢不僅是數(shù)量，性能也是第一，已占總體的35.4％，比美國高出5.8個百分點，半年前，中國還比美國落后2.2個百分點。
這次榜單的前十名變化很小。
第三名是瑞士的Piz Daint（代恩特峰），持續(xù)計算能力為1.96億億次每秒。
美國連續(xù)兩次未入圍前三甲，日本的Gyoukou（曉光）排名第四，美國的Titan（泰坦）被擠到第五名。
日本Gyoukou（曉光）超算的持續(xù)計算能力為1.91億億次，超越美國Titan（泰坦），進(jìn)入前四。美國Trinity是第七名，采用Intel Xeon Phi 7250 68核心處理器，最大性能1.41億億次。史上第一次，TOP10的性能全部超過1億億次，排名第十的日本K也達(dá)到了1.05億億次。前十名中，中國兩席、美國四席、日本三席、瑞士一席。
第50期全球超算500強前5強一覽圖。截圖來自國際500組織官方網(wǎng)站
“神威·太湖之光”到底有多神：首次完全使用“中國芯”，集運算控制核心與運算核心于一身
東哥自然要一睹冠軍“神威·太湖之光”的真面目。這位“冠軍”出身江蘇無錫市蠡園經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的國家超級計算無錫中心，“住房”有1000平方米，由40個運算機柜和8個網(wǎng)絡(luò)機柜組成的超算系統(tǒng)，就是它的身胚。
打量了一下，每個運算機柜比家用雙門冰箱略大，打開柜門，4組由32塊運算插件組成的超節(jié)點分布其中。一臺機柜就有1024塊處理器，整臺“神威·太湖之光”共有40960塊處理器。難怪“冠軍”的運算速度如飛??！
“神威·太湖之光”超級計算機組。圖片由國家超級計算無錫中心提供。
楊廣文打了個比方，這套系統(tǒng)1分鐘的計算能力，相當(dāng)于全球72億人同時用計算器不間斷計算32年；用2017年生產(chǎn)的主流筆記本電腦或個人臺式機作參照，它相當(dāng)于200萬臺普通電腦。
芯片一直是中國超算人的痛。讓楊廣文驕傲的是，這個世界第一的超級計算機采用的中央處理器，是自主設(shè)計生產(chǎn)的國產(chǎn)芯片——“申威26010”眾核處理器。
首次奪冠時，國際TOP500組織這樣評價：“中國在國際TOP500組織第四十七期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個完全基于中國設(shè)計、制造的處理器而打造的新系統(tǒng)?！?/p>
楊廣文用一串術(shù)語把東哥侃暈了：這款具有獨特性的處理器，采用片上融合的異構(gòu)眾核體系結(jié)構(gòu)，以及具有自主知識產(chǎn)權(quán)的指令集和完整的配套軟件生態(tài)系統(tǒng)。該處理器采用64位自主申威指令系統(tǒng)，峰值性能3.168萬億次每秒，核心工作頻率1.5GHz?！吧裢狻崩锇惭b有40960個這樣的處理器。
好吧，通俗點兒，這個芯片啥最牛？楊廣文說，具體說來，圖形處理等芯片過去都采用插卡形式，會造成幾個問題：第一，組裝規(guī)模大，費電。第二，PCE作為通信接口，造成瓶頸。而這個芯片把運算控制核心與運算核心做在一個芯片內(nèi)，把兩個問題都解決了。
圖為申威芯片。圖片來自新華網(wǎng)。
除了芯片，作為一個超算系統(tǒng)，“神威·太湖之光”在體系結(jié)構(gòu)、高速互聯(lián)、系統(tǒng)軟件等關(guān)鍵技術(shù)都實現(xiàn)了前所未有的創(chuàng)新和突破，性能有跨越式發(fā)展，并構(gòu)建了從編譯器、操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境到應(yīng)用平臺較為完善的軟件生態(tài)鏈，針對硬件做了性能的優(yōu)化，確保性能的發(fā)揮、節(jié)能水平的利用?！翱梢哉f，這是一臺完全國產(chǎn)的超算?！?/p>
神速的超算，體現(xiàn)國家科技實力：分析云圖，南海造島，2017年“戈登·貝爾獎”入圍論文三篇有其二
國家超級計算無錫中心副主任、清華大學(xué)副教授付昊桓說，超級計算是基礎(chǔ)工程，是一個國家科技實力體現(xiàn)，在科學(xué)與工程領(lǐng)域應(yīng)用最早、最廣泛，應(yīng)用效果最顯著，已同理論研究和科學(xué)實驗一起成為人類探索未知世界的三大科學(xué)手段，被稱為支撐科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第三個支柱。
“應(yīng)用上來了，才能真正發(fā)揮超算能力?！睏顝V文說?！肮谲姟焙苊芫礃I(yè)，據(jù)統(tǒng)計，“神威·太湖之光”一年來利用率超過50%，累計擁有幾百項應(yīng)用課題。
這位“冠軍”的出沒很跨界，堪稱全能，應(yīng)用涉足氣候、航空航天、先進(jìn)制造、新材料等19個方面，支持國家重大科技應(yīng)用、先進(jìn)制造等領(lǐng)域解算任務(wù)幾百項——既有代表未來“黑科技”發(fā)展方向的研究領(lǐng)域，比如“人造小太陽”，也就是核聚變發(fā)電的相關(guān)理論與實驗方面的模擬；也有在重大工程領(lǐng)域的項目，比如C919大飛機多種飛行狀態(tài)的模擬，以及天宮系列航天飛行器的飛行狀態(tài)模擬；還有與老百姓生活相關(guān)的動畫制作，山東一家公司在用“冠軍”的超強能力進(jìn)行動漫制作，不僅動漫渲染效果更逼真，還能大幅縮短制作周期?！拔磥砗苡锌赡芸吹揭劳小裢ぬ狻\算能力制作的國產(chǎn)動畫大片！”楊廣文說。
國家超算無錫中心還在考慮如何服務(wù)地方經(jīng)濟?！敖K是制造業(yè)大省，如何幫助制造業(yè)實現(xiàn)創(chuàng)新，是我們考慮的重要應(yīng)用方向?！睏顝V文說，他們或?qū)⒔ǔ山K省一個產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新中心。目前，中國制造業(yè)大部分應(yīng)用軟件都是國外商用軟件，這方面無錫中心也在布局，例如與遠(yuǎn)景能源展開格林威治智慧風(fēng)場平臺建設(shè)，同時在汽車制造業(yè)、船舶制造、新藥研發(fā)等方面開展研究。
因為“冠軍”的應(yīng)用能力太牛，除硬件之外，又很有可能獲頒一個大獎——“戈登·貝爾獎”。10月24日，這項國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎公布今年入圍的名單，3篇論文中兩篇來自中國，分別是基于“神威·太湖之光”的“千萬億次級氣候建模性能的CAM-SE”和“15-Pflops非線性地震模擬實現(xiàn)10Hz場景描述”。在當(dāng)?shù)貢r間11月16日在美國丹佛舉辦的全球超級計算大會（SC17）上，將正式公布誰將獲這一世界高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高殊榮——東哥是很想預(yù)祝一下……值得期待！畢竟這是被譽為“超級計算應(yīng)用領(lǐng)域的諾貝爾獎”呢！
補充個背景：2016年11月17日，在美國鹽湖城召開的全球超級計算大會（SC2016）上，由中科院軟件所楊超和清華大學(xué)計算機系薛巍、地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心付昊桓等共同領(lǐng)導(dǎo)的團隊所完成、運行于神威太湖之光的應(yīng)用 “千萬核可擴展大氣動力學(xué)全隱式模擬”獲得戈登·貝爾獎，實現(xiàn)了該獎創(chuàng)辦30年來我國在此大獎上零的突破。
今年能不能蟬聯(lián)呢？過兩天就能揭鍋啦，倒計時開啟……(人民日報中央廚房·大江東工作室 王偉健)
