近日，新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單昨日公布，使用中國(guó)自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號(hào)”登上榜首，中國(guó)超算上榜總數(shù)量也有史以來(lái)首次超過(guò)美國(guó)名列第一。
據(jù)國(guó)際TOP500組織當(dāng)天發(fā)布的榜單，“神威·太湖之光”的浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒9.3億億次，不僅速度比第二名“天河二號(hào)”快出近兩倍，其效率也提高3倍。更重要的是，與“天河二號(hào)”使用英特爾芯片不一樣，“神威太湖之光”使用的是中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的芯片。
逆襲
中國(guó)入圍超算超過(guò)美國(guó)
國(guó)際TOP500在一份聲明中寫(xiě)道：“中國(guó)在國(guó)際TOP500組織第47期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個(gè)完全基于中國(guó)設(shè)計(jì)、制造處理器而打造的新系統(tǒng)。”
“神威·太湖之光”由國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制，安裝在國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心。此前，由中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)已在TOP500榜單上連續(xù)六度稱雄。
此次榜單還有一個(gè)重大變動(dòng)是，美國(guó)入圍的超級(jí)計(jì)算機(jī)總數(shù)量首次跌下第一位置。上述聲明說(shuō)，由于過(guò)去一些年中國(guó)工業(yè)和研究部門(mén)注冊(cè)提交的系統(tǒng)數(shù)量劇增，中國(guó)現(xiàn)在入榜的超級(jí)計(jì)算機(jī)數(shù)量達(dá)到167臺(tái)，超過(guò)美國(guó)的165臺(tái)。此外，由于中國(guó)占據(jù)TOP榜單頭兩名，中國(guó)在計(jì)算性能類(lèi)別上也居于領(lǐng)先位置。
突圍
美國(guó)禁令加速中國(guó)制造
2015年年初，美國(guó)政府禁止其企業(yè)向中國(guó)出口與超級(jí)計(jì)算機(jī)相關(guān)的技術(shù)，更是讓中國(guó)人意識(shí)到核心技術(shù)不能受制于人。但從積極方面看，禁令促使中國(guó)猛醒。正如榜單主要編撰人、美國(guó)田納西大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)教授杰克·唐加拉當(dāng)時(shí)所言：“美國(guó)政府試圖遏制高性能計(jì)算機(jī)在中國(guó)的發(fā)展，但禁令很有可能會(huì)加速‘中國(guó)設(shè)計(jì)’芯片的研制。”
一年之后，“神威·太湖之光”奪得全球超算冠軍，向世界正式宣告中國(guó)“芯”的到來(lái)。
美國(guó)加利福尼亞大學(xué)河邊分校超級(jí)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人陳子忠對(duì)新華社記者說(shuō)，雖然中國(guó)已經(jīng)多次使用美國(guó)芯片組建的超級(jí)計(jì)算機(jī)登上500強(qiáng)榜單榜首，但“神威太湖之光”憑借的是中國(guó)自主芯片獲此殊榮。這個(gè)系統(tǒng)不僅性能卓越，而且能效優(yōu)異，“充分展現(xiàn)了中國(guó)計(jì)算機(jī)專家的設(shè)計(jì)智慧”。
突破
超算應(yīng)用入圍國(guó)際最高獎(jiǎng)
基于全球最快超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”系統(tǒng)的三項(xiàng)全機(jī)應(yīng)用入圍國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——戈登貝爾獎(jiǎng)。
據(jù)了解，被稱作超算應(yīng)用領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)的“戈登貝爾”獎(jiǎng)，從1987年建立以來(lái)，中國(guó)團(tuán)隊(duì)從未入圍。今年，基于“神威·太湖之光”系統(tǒng)的三項(xiàng)全機(jī)應(yīng)用已經(jīng)入圍，占全部入圍數(shù)量一半。三項(xiàng)應(yīng)用分別為中科院軟件所與清華大學(xué)、北師大合作的“全球大氣非靜力云分辨模擬”；國(guó)家海洋局海洋一所與清華大學(xué)合作的“高分辨率海浪數(shù)值模擬”；中科院網(wǎng)絡(luò)中心的“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場(chǎng)模擬”。
“超算”致用
算天：
風(fēng)中哪朵雨做的云
氣象臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)度一直在提升，這背后其實(shí)都是超級(jí)計(jì)算機(jī)的功勞。
“下不下雨關(guān)鍵看云層運(yùn)動(dòng)，在沒(méi)有超算之前，觀測(cè)云層的精度是按照經(jīng)緯度。有了超算之后，就可對(duì)云層運(yùn)動(dòng)進(jìn)行精確模擬與觀測(cè)。”北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院教授王蘭寧說(shuō)。
為了提高觀測(cè)精度，他十幾年來(lái)追逐著超算發(fā)展的腳步。2011年，他在天津的“天河一號(hào)”上實(shí)現(xiàn)了觀測(cè)精度10萬(wàn)公里的目標(biāo)；隨后，他又在“神威·藍(lán)光”實(shí)現(xiàn)了1萬(wàn)公里精度；今年，他在“神威·太湖之光”上實(shí)現(xiàn)了9公里精度。如今，他又在向著3公里精度努力。“如果能夠盯著每一朵云，天氣預(yù)報(bào)就將萬(wàn)無(wú)一失。”王蘭寧說(shuō)，當(dāng)然，這還需要更強(qiáng)的超算能力支撐。
算地：
既能找飛機(jī)，也能測(cè)污染
尋找MH370，是世界科技角力的戰(zhàn)場(chǎng)。大量的衛(wèi)星雷達(dá)集中對(duì)準(zhǔn)南印度洋，當(dāng)這些高科技眼睛采集到信息后，一個(gè)必經(jīng)的環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)處理，擔(dān)當(dāng)這一環(huán)節(jié)的角色即是超級(jí)計(jì)算機(jī)。“只要有足夠精確的相關(guān)數(shù)據(jù)，超算就能找到失事飛機(jī)。”清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心副教授黃小猛說(shuō)。
除了找飛機(jī)，還有更多接地氣的事情倚仗超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)解決。
建一棟樓對(duì)周邊的環(huán)境到底有什么影響？如何建設(shè)風(fēng)道便于污染物擴(kuò)散？中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院正在國(guó)家超算無(wú)錫中心進(jìn)行的一項(xiàng)課題，就是深圳市污染物擴(kuò)散的模擬。通過(guò)超算模擬，可以根據(jù)目前污染物的情況，計(jì)算出未來(lái)一段時(shí)間的大氣污染物濃度和分布，進(jìn)行空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)。從預(yù)報(bào)結(jié)果還可以計(jì)算出哪些污染源“貢獻(xiàn)”最大，了解污染的來(lái)龍去脈，為污染防控提供決策指導(dǎo)。
醫(yī)療應(yīng)用前景廣
模擬血流、模擬心臟、模擬人體任何一個(gè)部分，有了超級(jí)計(jì)算機(jī)，這些都不再是夢(mèng)想。
近期，美國(guó)科學(xué)家利用世界前十的超級(jí)計(jì)算機(jī)，選取一名真人掃描其血管系統(tǒng)，通過(guò)3D建模技術(shù)建立動(dòng)脈系統(tǒng)模型，成功地再現(xiàn)了整個(gè)人體的動(dòng)脈系統(tǒng)。任何直徑或?qū)挾仍?毫米以上的動(dòng)脈血管都會(huì)出現(xiàn)在模型中，而且模型的分辨率達(dá)到了9微米。
只要運(yùn)算核夠多、速度夠快，醫(yī)療工作者的診斷和治療水平將大大提升，而科學(xué)的治療手段更容易讓患者接受。
中國(guó)科學(xué)家近日也在利用“神威·太湖之光”對(duì)人體血流進(jìn)行模擬與分析，例如可以及時(shí)有效地判定一個(gè)病人是否會(huì)發(fā)生腦梗塞的風(fēng)險(xiǎn)。
科學(xué)解決醫(yī)患關(guān)系，從超級(jí)計(jì)算機(jī)開(kāi)始。
