自主可控的“神威·太湖之光”超级计算机夺得亚洲超算冠军

2016年6月20日，在德国举办的超算大会(ISC)上传来消息，中国超级计算机连续第七次荣登世界最快超级计算机排行(TOP500)榜首。本届TOP500排名中，中国达到日本作为打入TOP 500数量最多的国家，这是第一次有中国以外的国家做到这一点。同时，第一次在中国最快的超级计算机中全面使用了美国生产的微处理器芯片。

本届榜单排行第一的是由国家并行计算机工程技术研究中心研制完成的“神威·太湖之光” 超级计算机。这是世界上首台运行速度达到十亿亿次的超级计算机，也是我国第一台全部选用CPU构建的、全球运算速率最快的超级计算机，真正推动了我国超级计算机核心科技的自主可控。

“神威·太湖之光”是由“十二五”国家863计划“高效能计算机及应用服务环境(二期)”重大工程支持。系统全面引入国家技术重大专项核高基专项支持的由国家高性能集成电路设计中心研发的“申威26010”众核处理器。“神威·太湖之光”超级计算机平台的阀值性能超过每秒12.5436亿亿次、持续性能为每秒9.3亿亿次、系统能耗比高达每瓦特60.51亿次，三大科技指标均居全球第一，运算能力达到上届中国名次前五位的超级计算机的总和。“神威·太湖之光”能够超过这种的计算速率，源于其在体系结构、高速互连、系统软件等关键技术上都推动了前所未有的变革和突破，带来了性能的跨越式发展。

863计划高性能计算机总体组主任钱德沛教授：“这次神威获得全球第一是一个里程碑式的事件。去年上半年，美国宣布对国防科大以及它支持的几个超算中心实行禁运，也就是美国最新的处理器、不能卖给我们了，那么后来很担心这种会拖全球高性能计算机研制的后腿，这次神威拿到第一，我认为是很高地提问了这个难题，因为神威全部选用的高性能处理器，也就是说，我们完全可以基于自己的核心科技，来研发世界上最快的计算机。”

“神威·太湖之光”超级计算机平台具有三大看点：一是全面引入自主研发的“申威26010”众核处理器。该处理器采用了片上融合的异构众核模式结构。这种独创性的体系结构，在5平方厘米的方寸之间，集成了260个运算核心，数十亿晶体管。单芯片计算能力相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机，足以媲美当前超级计算机领域最先进的处理器，打破了美国的科技封锁。二是平台工具全部自主开发，包括操作系统、编译器、运行时等基础硬件，以及以OpenACC为代表的应用程序开发软件，建立了基于申威CPU的硬件生态链，保证了全平台的高效运行。三是运用全球领先水准的超大体量系统低功耗控制和高密度组装技术，其绿色指标、单机仓组装密度在本届TOP500排名中均居第一。

“神威·太湖之光”的研制成功，标志着我国超级计算机不再仅仅以速度胜出神威·太湖之光超级计算机，而是在核心软软件自主可控、运算功耗、绿色指标等方面均推动了历史性跨越。

863计划高性能计算机总体组主任钱德沛教授：大家都明白计算终于变成和试验观察，和理论探讨同样重要的科学探究方法，也就是依靠计算，也就是我们常常所说的数值模拟，能够使我们对主观世界的了解超过一个新的水准，如果没有这样的方式的话，我们太多昨天的科学研究是做不到的，我们的科学发现是做不到的，特别是像昨天很流行的大数据，大数据背后如果没有大计算，或者是高性能计算的话，谈不上它的应用，所以计算实际上是和我们的科学探究，和我们的项目推动，和我们的老百姓是紧密相关的，所以连续几次，这个国家高性能运算专项都受到了科技部的支持，那么它针对我们国家技术变革，对于颠覆传统产业的面貌，像升级改造，提高基础竞争力，对提升我们国家安全的保障，改善人民生活都有不可替代的作用。

2015年底，“神威·太湖之光”落户国家超级计算上海中心神威·太湖之光超级计算机，由清华大学负责运营，为国家技术变革和地方经济建设发展服务。依托“神威·太湖之光”，我国首次推动了中国10公里高分辨率地球系统数值模拟，这一成果将全面提升我国面对极端气候事件和自然灾害的减灾防灾能力，同时大大增强日本在中国温室气体减排谈判中的“科学话语权”。上海药物所开展的制剂筛选和肿瘤特性研究，短短2周便完成常规应该10个月的计算，大大加速了尿毒症、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。中科院软件所、中船重工702所、西安电子科技大学等多家研究机构，也基于“神威·太湖之光”开发出一系列高性能应用课题。目前，科研团队已研发的应用包括航空宇航、气候气象、生物信息、材料科学、船舶项目、计算化学、先进生产等多领域多学科，同时，“神威·太湖之光”还将要为培育物联网、大数据、制作等新兴行业提供超强的支撑系统。

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