独家探索世界上最强大的超级计算机“神威·太湖之光”

【环球时报全球技术特约记者刘洋在无锡】在中国最新的超级计算机“神威·太湖之光”（以下简称“太湖之光”）之前，它已连续第六次超过中国超级计算机冠军天河2号成为了世界上最快的计算超级计算机（以下简称超级计算）. 全世界都高度关注和好奇中国是一个“神秘机器”. 关于国家超级计算机无锡中心（以下简称无锡超级计算机中心）和它所拥有的“太湖之光”的传言，超级计算机行业和媒体一直在通过公共和私人渠道收集“太湖之光”. 一点新闻. 这个神秘的“超级计算巨头”到底是什么？拥有该超级计算机的“机器嵌套”（行业中超级计算中心的昵称）又如何呢？ 《环球时报》的记者联系了好几次，终于终于走进了世界上最强大的超级计算机-“太湖”“机器巢”无锡超级计算机中心以找到答案.

世界上最强大的“机器巢”的低调令人无法想象

许可能认为经营世界上最强大的超级计算的无锡超级计算中心必须很高，但是在从无锡高速铁路站下车后，《环球时报》的记者几乎在无锡​​西南之前，穿越了整个无锡市. 在不太引人注目的技术园区中找到无锡超级计算中心的位置. 它所在的建筑物也非常低调. 门上没有显示或悬挂的标志，但在大厅中央墙上悬挂的液晶显示屏上显示: 欢迎来到国家超级计算机无锡中心. LCD屏幕的右侧是玻璃门，需要打开指纹才能进入. 它读了国家超级计算机无锡中心. 后来，记者了解到，这是“太湖之光”机房的大门. 在保持低调的同时，这个国家第六大超级计算中心的简洁性也令《环球时报》的记者感到惊讶. 乘电梯到无锡超级计算中心家属杨光文的办公室时，记者看到电梯轿厢上的保护材料尚未清除，工厂的塑料泡沫仍在转环的底部. 杨光文办公室的椅子.

谈到无锡超级计算中心的建立，杨光文的骄傲无可厚非. 据他介绍，在“十二五”期间，科技部支持了20亿美元的超级计算项目，其中之一是提前启动的“天河二号”项目，然后在2014年，“太湖之光”也在科技部正式成立. 该样机已于2014年底通过验证，“太湖之光”系统的开发和组装已于2015年底完成. 由于当时科技部的要求，“世界一流的超级计算机和世界一流的超级计算中心”，超级计算中心是在超级计算完成的同时建立的.

开发世界排名第一的超级计算机大约需要两年时间. 这个速度不惊人吗？杨光文回答说，“太湖之光”的具体开发时间虽然很短，但经过很长的技术前期研究. 它使用由国家高性能集成电路设计中心通过独立核心技术开发的国家“神威” CPU，并获得国家“核高基”关键科技项目的支持. “神威”系列的技术路线相对清晰，稳定，采用上一代“神威” CPU的“神威蓝光”为“太湖之光”的开发铺就了极好的铺路. 没有它，“太湖之光”的发展就不会那么快.

这个世界一流的“机器巢”有什么优势？杨光文说，由于当时中国最高水平的超级计算“天河2”采用了美国英特尔公司的“至强”处理器，该国希望采用另一条技术路线来开发新的超级计算. 最初的想法是用国家生产的体系结构和独立的可控软件和硬件来创建新的超级计算机. 因此，无锡超级计算机中心的最大优势在于它拥有所有独立的核心技术. 另一个优点是原型机的“太湖之光”在开发阶段就开始与应用程序方面进行讨论和互动，否则就不可能第一次赢得TOP500冠军，并且将提名三项主要应用程序获得世界上性能最高的计算应用程序奖-“戈登·贝尔”奖，而此时距离“距太湖之光的开发还不到半年.

零距离参观“太湖之光”

然后，《环球时报》的记者被允许进入无锡超级计算中心的核心区域——``太湖之光''的计算机房. 所有进入计算机机房区域的人员必须穿戴防尘鞋套，并且在墙上的任何地方都张贴禁止摄影和录像的标志. 然而，根据杨光文的说法，这些消息是在今年6月发布TOP500名单之前发布的，因为“太湖之光”仍处于严格保密的阶段. 机器于6月20日发布后，整个无锡超级计算中心，同行或对合作感兴趣的应用方都持开放态度. 记者在整个采访过程中也深刻地意识到了这一点. 采访中，记者还会见了来访的广州市番yu区代表. 据介绍，“天河二号”所在地的广州超级计算机中心位于番yu区. 记者还目睹了几批外国专家和相关公司来到这里寻求合作.

在计算机室的外面，以实物形式显示了“太湖之光”所使用的神威多核处理器. 单个处理器看上去很小，大约只有相机SD存储卡的大小，但是计算得出的结果是，所有国内技术的潜力和含金量不少于一颗，但是正是这些小被排列在一起，形成“太湖之光”的峰值计算速度为每秒12.54亿次，并且连续计算速度为每秒9.3亿次. 进入机舱内部，引起《环球时报》记者关注的第一件事是三套巨大的机柜. 中间柜子的前部用中文写成，深Shen了沉wei太湖的光芒. 在每个客舱上也用中文和拼音写. 用这个名字. 在机箱的上边缘，有不断闪烁的LED灯条，通常为蓝色，但每隔几秒钟就会有红色，绿色或灯条的快速节奏. 《环球时报》记者提出“这些灯条的颜色变化是否代表了超级计算的运行状态？”杨光文说，这与超级计算的运行状态无关，只是表现出更加神秘的技术效果.

根据杨光文的说法，机房面积约为1000平方米，三套机柜以0、1、0的顺序放置，两个``0''是组成的计算设备每组20套机舱. “ 1”是由8个机舱组成的网络设备（用于实现处理单元的互连），总共有48个机舱. 记者建议之所以将机柜按“ 0、1、0”的顺序放置，是因为计算机代码由0和1组成，杨光文说，主要是在这方面，当然也要考虑充分使用空间以及布局的整体效果.

工作人员随机打开一个小木屋，它看起来像是一台宽体家用双门冰箱，而密集排列的计算单元就像一个拉出式文件柜. 据报道，每个机舱中有4组超节点，每组超节点有32个计算插件板，每个插件板有8个CPU，这8个CPU的计算能力可以达到每秒25万亿个. 如此一来，机舱的计算能力是3.2万亿倍，相当于“神威蓝光”整体计算能力的3.2倍. 记者走到柜子后面，发现这些计算设备已连接到大量网络电缆，并且每组计算单元都连接了两条水管. 据介绍，这是冷却计算设备的重要组成部分，而这种水冷技术是“神威系列”超级计算的主要特点. 它可以充分保证高速运行切屑的冷却效果. 这项技术还将为将来在中国发展下一代数百亿个次级超级计算机带来巨大帮助，因为在此情况下，数百亿个次级超级计算机的高速运行所产生的热量可以很好地冷却. 方式.

如此强大的计算机运行的噪音很大吗？记者一进入电脑室，便听到嗡嗡声，声音不太吵. 记者认为这是超级计算的声音. 但是，工作人员告诉记者，这实际上是环境中空调发出的声音. 超级计算本身基本上没有噪音. 当记者靠近柜子时，他几乎听不到机器运转的声音，只有水冷却设备的运转声音很小.

中国制造的“太湖之光”仅仅是世界第一吗？

长期以来，中国的超级计算机的发展一直受到关注，但是外界对于这个非常昂贵的战略项目也有很多疑问. 最重要的原因之一是，中国已经花了很多钱来创造世界上最好的超级计算机. 但是，在应用方面，它“不尽人意”，甚至用“ 10条车道上很少行驶的车道”来描述中国的超级计算性能与应用水平之间的关系. 对此，杨光文认为，在二十一世纪的头几年，中国应用超级计算的能力确实很弱，但是在2005年之后，它进入了快速增长期，这主要是因为超级计算越来越受到科研单位和科研单位的重视. 行业. 也有越来越多的从事超级计算的人才. 国家“十一五”规划纲要出台后，我国超级计算机的应用水平有了很大提高. 目前，中国的某些超级计算机可能处于“食品不合格”状态，但这可能与中国超级计算机的运行思路有关. 国内的发展趋势是机器正在推动应用. 这取决于国家对超级计算发展的看法. 如果要将超级计算用于国家的关键基础研究，核心设备研发乃至工业发展，对超级计算的需求将是无限的. 因此，只要根据国家的这一战略需求进行开发，就不必担心“太湖之光”的不满.

据杨光文介绍，根据目前的统计，“太湖之光”的使用率在过去六个月中已超过50％，累计申请量超过50件，比当时增加了10余件. 六月赢得了世界冠军. 目前，有一些重大项目正在“太湖之光”上进行测试，例如已入围“戈登·贝尔”奖的三项主要应用，而一些应用目前正在“太湖之光”上进行小规模测试. 太湖之光”. 在排队等待更大的应用程序时. 目前，更多愿意长期合作，需求旺盛，同时又拥有大量科研用户的工业用户.

对于在“太湖之光”中正在实施或将在未来进行哪些重大应用项目的疑问，杨光文表示，科研用户拥有自己的应用软件，因此依赖于强大的计算能力对“太湖之光”进行研究，没有问题. 此外，这些计算功能如何帮助大型制造业省份江苏，也是他们正在考虑的重要应用方向. 该国提出了“中国制造2025”计划，而江苏南部的苏南制造业对于该国的制造业转型具有重要意义. 我们也希望更好地支持本地制造业的发展，并将无锡超级计算中心建设成江苏省. 工业技术创新中心. 他说，目前，中国制造业的一个大问题是，大多数应用软件是外国商业软件，在这方面，无锡超级计算中心也在部署中，汽车，造船和新药研发. 进行研究. 《环球时报》记者在无锡Supercomp的应用结果展示区看到，中国航空航天相关研究机构目前正在与无锡Supercomputing合作，对C919大型飞机的多种飞行状态以及天宫系列空间的飞行状态进行仿真. 车辆模拟. 山东一家公司仍在使用“太湖之光”的超级力量制作. 据介绍，它不仅可以产生更逼真的渲染效果，而且可以大大缩短制作周期. 将来，您很有可能会看到依靠“太湖之光”的计算能力制作的大型家庭.

杨光文还介绍了他们在快速提高超级计算应用水平方面的两种经验. 他说，如果可以在超级计算开发的早期阶段部署应用程序，则应用程序级别将大大提高. 之所以在这么短的时间内“太湖之光”能有如此高的利用率，是因为采用了这种运作方式. “我们在机器开发过程中与应用程序方进行了充分的互动，并充分考虑了他们的需求. 在设备组装过程中，每个额外的机柜用于使用应用程序主题对系统进行功能和性能测试. 他相信，在开发设备时应用程序的布局可能是未来中国超级计算机发展的非常重要的经验. 超级计算是一个高度跨学科的学科，需要大量的多学科专家聚集在一起共同研发，但是如果所有人都依靠超级计算中心来招募人才将是难以忍受的. 因此，无锡超级计算中心正在运行一种全新的机制: 与应用部门共同建立一个专门的联合实验室，例如流体力学实验室，新药研发实验室和汽车碰撞实验室. 联合实验室的主任由应用方的负责人领导，这是让相关领域的最强专家领导这个联合实验室的工作，无锡超级计算中心为此使用了世界上最强大的计算能力. 提供支持，指导和协助连续移植，并独立开发大型并行应用软件. 此外，它还可以与有需要的公司共同开发应用软件. 这样，超级计算中心并不需要招募那么多应用人才，而是需求方将自己的应用软件和研究团队带到无锡超级计算中心进行协同工作，就像项目团队的概念一样.

今年，长江中下游洪灾十分严重，不久前北京暴雨. “太湖之光”在天气预报和灾害预警中的应用前景如何？杨光文介绍说，这是目前正在进行的非常重要的应用方向. 目前，无锡超级计算中心与清华大学正在合作开发世界上最大的地球系统数值模拟器，以从全球的角度研究气候变化，以进行防灾和减灾以及雾霾管理. 除了为国际气候谈判提供数据支持外，在“太湖之光”计算能力的支持下，全球10公里地球系统的数值模拟也已实现. 尽管无锡超级计算中心没有直接参与今年的灾难预警，但是这方面将成为未来研究和应用的重点. 灾害预警将与国家气象和环境保护部门合作，空气质量监测的研究也在进行中. “我们不仅提供机器，还邀请来自国内相关领域的专家进行气象，海洋学等研究. 基于这些研究结果，我们还将开发一些可预测的应用系统，例如食品预警. 利用“太湖之光”，未来洪水或干旱对粮食生产的影响. ”杨光文说.

杨光文说，随着国家对海洋权益的关注，这一领域的研究也将成为未来无锡超级计算中心的主要关注点. 目前，它主要是与国家海洋局合作进行的海浪高分辨率数值模拟. 该项目也是今年入围“戈登·贝尔”奖的三个项目之一. 重点是研究全球海浪定律. 海域也将成为研究的目标. 据他介绍神威计算机 无锡，诸如“太湖之光”等一系列应用也正在运行. 总的来说，国家海洋港口已经部署在无锡超级计算中. 目前，相关合作单位包括国家海洋局神威计算机 无锡，国家气象局和海洋大学. 合作海洋单位的相关研究已应用于中国相关海域的具体实践中. 据他介绍，“太湖之光”也可用于代表“黑科技”未来发展方向的研究领域，例如“人造小太阳”，它是核发电相关理论和实验的模拟. . ▲

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