神威·太湖之光超级计算机 中国智慧让“天眼”明眸善睐

????????平方公里阵列射电望远镜（SKA）首台天线样机

????????新华社发

????????SKA组织总干事菲利普·戴蒙在首台天线样机出厂仪式上发言

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????????“在天线研究领域，曾经很难在国际顶级学术期刊上看到中国学者的影子，而近些年，发生了根本性变化，随便翻开这些刊物，中国科学家的名字占比很高，有时甚至会达到其中三分之一到二分之一。”清华大学电子工程系教授、微波研究所所长杨帆随手从书架上抽出一本期刊，翻到目录，向本报记者历数其中中国学者的名字。

????????与学术研究精进相得益彰的是，中国在天线制造领域也取得了惊人的进步，不仅让国际同行刮目相看，赢得了世界顶级用户的青睐，而且为推进国际大科学工程作出了卓越贡献。近日，中国领衔建成的平方公里阵列射电望远镜（SKA）首台天线样机就是这方面的最新例证，该种天线将使SKA“观天巨眼”明眸善睐。

??????????①精度超高 惊艳亮相

????????2月6日下午3时，河北石家庄中国电子科技集团公司第五十四研究所（中国电科54所）工程现场，在众多记者的见证下，通体白色、约7层楼高的巨型反射面天线启动了，它庞大的巨型“身躯”开始缓缓转动，既可以完成俯仰15°和90°区间，又可以完成左右270°的旋转。

????????这是国际大科学工程，平方公里阵列射电望远镜的核心设备即天线首次对外精彩亮相，也是继2015年中国电科提交的方案从激烈的国际竞争中胜出，被确定为SKA反射面天线研发的唯一设计方案，取得的又一个重大突破。

????????这台天线的“杀手锏”当然是优异的精度指标。据中国电科54所SKA天线总设计师杜彪介绍，该天线采用了高电磁屏蔽天线座架设计，屏蔽掉电子设备辐射的电磁信号，使其在重力、温度和风载荷影响下的主副反射面精度和综合性价达到当今最优。关于对射电望远镜的精度要求之高，SKA组织总干事菲利普·戴蒙德曾有一个经典的对比性描述。神威·太湖之光超级计算机他说，一片雪花落下产生的能量可谓微小之至，但是已经超过迄今为止射电天文领域接收到的所有能量。同时，SKA组织对天线价格、建设速度和运行维护的费用和便捷性也提出了“苛刻”要求。中国天线正是凭着“质优价廉”的超高综合性价比“征服”了SKA组织。

????????“我们的中国同事对类似的技术有着极为丰富的经验。基于这些经验来建造SKA，是我们能够拥有一个成本可控的反射面天线的关键。这一原型机正在中国拔地而起，最终将有133面天线矗立在南非。”菲利普·戴蒙德在莅临融时报》如是报道。

??????????②数据处理 超算显威

????????作为全球最大的天文学国际合作项目，SKA建成后将等效为一个反射面积高达1平方公里的超大望远镜，其灵敏度将比目前世界上最大射电望远镜阵列的灵敏度提高约50倍，巡天速度提高约1万倍。这意味着其运行将会产生空前规模的数据，这就要求建立依赖于超级计算技术的数据处理支撑体系。据相关预测，SKA每秒采集的数据量计划大于12Tb，相当于2013年底中国互联网国际出口带宽的3.5倍，相当于谷歌每年数据量的30倍。SKA超大的数据规模无疑对现有计算技术和架构提出极大的挑战。

????????近年来，中国超级计算机获得了突飞猛进的发展，成就举世瞩目，这为SKA大数据处理作出更大贡献奠定了坚实基础。据2017年底发布的全球“超级计算机500强榜单，中国“神威·太湖之光”和“天河二号”计算机再次蝉联冠亚军，浮点运算速度分别为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。

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