唯快不破 中国研成全球最快计算机

近日，德国法兰克福国际超算大会公布新一期全球超级计算机500强榜单，来自中国的“神威·太湖之光”荣登榜首。

据悉，“神威·太湖之光”的机身安放在一间约1,000平方米的房间内。由40个运算机柜和8个网络机柜组成，里面放有40,960块高性能处理器；其峰值运算速度为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒，双双位列全球第一。

“简单来说，这套系统1分钟的计算能力，相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。如果用2016年生产的主流笔记本电脑或个人台式机作参照，它相当于200多万台普通电脑。”中国国家超级计算无锡中心主任杨广文称。

“神威·太湖之光”的运算速度是此前的世界冠军“天河二号”的3倍。在超级计算机基准程序测试中，“神威·太湖之光”仅用4小时就完成了“天河二号”20多个小时才能完成的运算任务。“神威·太湖之光”拥有超过1,000万个处理器核，远远超过“天河二号”的300多万个。其次，神威·太湖之光”完全采用中国芯——“申威26010”，“申威26010”是一个只有5厘米见方的高性能处理器，集成了260个运算核心、数十亿晶体管，其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。“神威·太湖之光”的功耗比达到每瓦60.51亿次。

以美国为例，超级计算机应用大致可分为几类：一类是与国家安全密切相关的使命性应用，如美国能源部各国家实验室从事的核武器设计、试验、改进和安全储存的研究，需要超级计算机进行全物理、全系统、真三维的数值模拟；一类是应对环境、健康等重大挑战，如聚变能源、全球气候变化、新材料设计、新药创制等；还有一类是以计算促进基础科学研究和重大科学发现，如在宇宙起源、脑功能、基因和蛋白质组学等方面的应用。

在全球超级计算机500强榜单上，名列前十的除了“神威·太湖之光”，还有中国的“天河二号”、美国的“泰坦”与“红杉”、日本的“京”、瑞士的“代恩特峰”、德国的“花尾榛鸡”等。在运算速度上，“神威·太湖之光”接近“泰坦”的5倍，超过排名第二到第五的超级计算机运算速度总和。

核心技术上，虽然中国的超级计算机发展取得了成果，但其中需要解决的关键技术环节还比较多。以能耗为例，“神威·太湖之光”一年的用电量达到15兆瓦时，相当于3个清华大学的用电量。倘若要进一步使运行速度提升至百亿亿次，相关能源消耗非常惊人。

软件配套上，存在“重硬件、轻软件”的倾向，导致目前相关商业应用软件主要为西方所垄断。据统计，中国国内超级计算机研发经费中用于开发应用软件的不足10%，而在美国这一比例为30%以上。应用前景拓展上，中国超级计算机投入商用还面临市场信任的问题。2014年4月，“天河二号”试运行对外开放期间，只有120家企业和研究机构选择试用，许多商用飞机公司宁可使用过时的计算平台也不愿意采纳这一新系统。