超级计算“神威”

超级计算机一直被认为是该国最重要的设备. 超级计算属于战略性高科技领域. 它是世界各国科学技术的制高点. 它也是一国科学技术实力的重要标志之一. 2015年12月，中国研发了当时世界上最快的超级计算机“神威太湖之光”，目前位于国家超级计算机无锡中心.

女士国家超级计算中心无锡中心的段方带记者进入了超级计算机大厅. 在面积超过1000平方米的机房中，整齐地排成一排排黑色高大的机房，并且一个灯带随时改变颜色，表明超级计算机一直在运行. 段芳女士介绍说，“神威太湖之光”是世界上第一台划时代的新型超级计算机，其峰值计算速度超过每秒10亿次，并行规模超过1000万个内核. “神威太湖之光”的计算能力相当于超过2000万台普通笔记本计算机，主要存储容量相当于780个国家图书馆的藏书量. 该系统的一分钟计算能力相当于全世界72亿人使用计算器连续计算32年.

2016年6月至2018年6月，“神威太湖之光”超级计算机已位居世界第一. 尽管目前它已超过美国的“顶点”超级计算机和美国的“岭”超级计算机，排名第三，但中国超级计算机的总数在世界超级计算机TOP500排名中位居世界第一. 国家超级计算机无锡研究中心的研发工程师徐静恒告诉记者，全球超级计算机上TOP500的数量反映了一个国家对超级计算机的重视. 2017年，榜单上的中国超级计算机总数首次超过美国. 在2018年11月的最新TOP500排名中，中国共有229辆，是美国的两倍多，而美国共有108辆.

美国“峰会”超级计算机

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中国超级计算机的发展历史

1983年12月，由国防科技大学开发的“银河一号”超级计算机的峰值运算速度达到了1亿次/秒，标志着中国有能力独立设计和制造仅次于美国，日本和其他国家的巨头. 国家机器国家.

1993年10月，由国家智能计算机研究与发展中心开发的“黎明一号”超级计算机达到了每秒6.4亿次的峰值计算速度，这表明中国已经掌握了支持多线程的对称设计和制造机制. 紧耦合并行机.

1998年8月，由国家并行计算机工程技术研究中心开发的“神威Ⅰ号”超级计算机安装在国家气象局. 峰值计算速度达到每秒3840亿次，这是国内首个超过1,000的峰值性能. 亿次计算机的主要技术指标和性能已达到国家先进水平. 继美国和日本之后太湖一号超级计算机，中国已成为能够独立开发数千亿台高性能计算机的国家.

2009年10月，国防科学技术大学研发的“天河第一”超级计算机的峰值运算速度为每秒1206万亿次，成为中国第一台petaflop超级计算机.

2011年10月，由国家并行计算机工程技术研究中心开发的“神威蓝光”超级计算机安装在国家超级计算机济南中心，其峰值计算速度达到每秒1100万亿次，这是第一次家庭使用. 一个装有家用处理器以及系统硬件和软件的petaflop计算机系统. 在美国和日本之后，中国已经成为一个能够使用自己的CPU来构建petascale超级计算机的国家.

2013年6月，由国防科技大学开发的天河2号超级计算机达到了每秒5490亿次的峰值计算速度，几乎是排名第二的美国泰坦的两倍. 当时是世界上最快的计算超级计算机.

2015年12月，由国家并行计算机工程技术研究中心开发的“神威·太湖之光”超级计算机的峰值计算速度超过了每秒10亿次. 该系统完全使用了家用高性能处理器，并且在世界范围内. 领先水平.

中国超级计算机无锡中心展览馆

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首次完全使用“中文核心”

“神威太湖之光”所使用的中央处理器是自行设计生产的国产芯片“神威26010”多核处理器.

时间回到2015年4月9日. 美国商务部发布通知，禁止向中国的四个国家超级计算中心出售高性能计算芯片. 当时，中国的“天河2号”已连续四次在世界TOP500排名中名列第一. 它使用了美国英特尔公司生产的“至强”芯片. 面对美国对中国的技术封锁，中国科学家还没有停止自主可控芯片的研发. “神威太湖之光”早在2014年成立该项目时就确立了将核心技术完全本地化的目标. 年底，基于国产“神威26010”处理器的“神威太湖之光”完成了原型测试；美国禁令宣布半年后，“神威太湖之光”完成了研发工作.

“神威26010”是“神威·太湖之光”的核心. 这是一个独特的处理器，它使用片上融合异构多核架构以及具有独立知识产权的指令集和完整的支持软件生态系统. 这种独特的体系结构集成了260个计算核心和25平方厘米之间的数十亿个晶体管，实现了每秒3万亿次的计算能力. 除了芯片外，作为一种超级计算系统，“神威太湖之光”在架构，高速互连和系统软件等关键技术上也取得了前所未有的创新和突破，在性能上实现了跨越式发展.

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屡获殊荣的“神威·太湖之光”

2016年6月20日，在法兰克福举行的世界超级计算机大会上，国际TOP500组织发布了该列表，“神威·太湖之光”超级计算机系统名列榜首，成为世界上第一个峰值计算速度. 每秒超过10亿次的超级计算机. 2016年11月14日，在美国盐湖城公布的新TOP500榜单中，“神威太湖之光”获得了冠军. 2016年11月18日，我们的科研人员首次凭借“神威·太湖之光”的应用成果获得“戈登·贝尔”奖，该奖项在中国高性能计算应用领域取得了零突破.

2017年6月19日，“神威太湖之光”获得全球超级计算机TOP500冠军. 它拥有世界上最大的虚拟宇宙，并使用10万亿个数字粒子来模拟宇宙的形成和早期扩展. 2017年11月17日，基于中国超级计算机“神威·太湖之光”的非线性地震模拟应用再次获得“戈登·贝尔”奖. 2017年11月13日，全球超级计算机500强榜单公布，“神威太湖之光”以9.3亿次/秒的浮点运算速度第四次获胜. 与之前的“天河2”记录相叠加，中国超级计算机已连续第十次蝉联世界超级计算机冠军.

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“神威·太湖之光”服务许多领域

根据目前的统计，“神威·太湖之光”的使用率在过去两年中已超过70％，已积累了数百个应用主题. 目前，“神威·太湖之光”有一些重大工程. 调试，例如2016年获奖的“神威太湖之光”应用程序“全球大气非静态云分辨率模拟”.

许景恒说，超级计算机是科学和工程领域中最早，应用最广泛的，其应用效果也最为显着. “神威太湖之光”在中国的技术创新和经济发展中具有非常重要的作用. 自成立以来，“太湖神威之光”系统已为数百个用户和数百个大型复杂应用主题提供服务，涉及气候，航空航天，海洋环境，生物医学，船舶工程等领域. 例如，使用“神威·太湖之光”进行超大型电磁仿真计算. 主题研究基于高性能计算平台，例如“神威太湖之光”超级计算机，该计算平台可计算各种目标的电磁散射和辐射特性. 研制的超高阶矩方法已达到国际先进水平. 它已被部署在国家超级计算机无锡中心和其他平台上，为中国航天，中国轻电集团等20多个组织提供服务，并用于预警飞机等重大项目. 有限差分时域法和物理光学法分别在“神威·太湖之光”中达到了468万和130万个计算核心.

再例如，使用“神威·太湖之光”进行细风资源预测的CFD模拟. 风能是清洁能源的重要组成部分，精细风能预测在风机选址和发电量预测中具有非常重要的作用. 准确的发电量预测可以降低​​由于风电不确定性导致的高风电削减率，提高风电利用率和发电成本. 该主题加快了“视觉能源” CFD程序的整体和多层次优化，从而使“神威·太湖之光”超级计算机上的CFD业务速度提高了3.5倍，并且可以节省数百万个机器小时每年.

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中国超级计算机E级计算机的未来

E级计算机是超级计算机，每秒可执行数百亿次数学运算. 它们被世界公认为“超级计算机世界的下一个王冠”. 还有重大问题，例如气候变化. 中国E级计算机的原型已经设计开发，并成功通过了国家认可，也就是说，中国已经成为世界上第一个实现E级计算机技术研发的国家. 随后，中国将开始全面进入E级计算机的工程制造阶段.

自2013年以来，中国一直位居世界超级计算机排名第一. 直到2018年6月8日，美国成功开发了“ apex”超级计算机，并在2018年6月的比赛中重新获得世界第一. 目前，美国“顶点”超级计算机的浮点运算速度为每秒14.35亿次. 徐敬衡透露，中国计划从2020年到2021年正式推出E级计算机. 换句话说，从现在起的两年后太湖一号超级计算机，中国可能会重新获得世界超级计算机的桂冠.

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