超算“神威”(1)
超级计算机一向被称为国之重器。超级计算属于战略高技术领域,是世界各国竞相角逐的科技制高点,也是一个国家科技实力的重要标志之一。2015年12月,中国研发出了当时世界上最快的超级计算机―“神威·太湖之光”,目前落户在国家超级计算无锡中心。
国家超级计算无锡中心的段芳女士带记者走进超级计算机大厅,1000多平方米的机房内,一排排高大的黑色机仓整齐陈列着,顶上一圈随时变换色彩的光带,昭示着超级计算机无时无刻不在运行着。段芳女士介绍说,“神威·太湖之光”是世界首台峰值运算速度超过10亿亿次/秒、并行规模超千万核的划时代的新型超级计算机。“神威·太湖之光”的计算能力相当于2000多万台普通的笔记本电脑,主存储量相当于780个国家图书馆藏书量。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地计算32年。![](/images/paper/1002-9567/201824/20182404-1-l.jpg)
自2016年6月至2018年6月,“神威·太湖之光”超级计算机一直名列世界第一。虽然目前它被美国“顶点”超级计算机和美国“山脊”超级计算机超越,位列第三,但中國超级计算机在世界超级计算机TOP500上榜总数位列世界第一。国家超级计算无锡中心研发工程师徐敬蘅告诉记者,世界超级计算机TOP500上榜数反映一个国家对超级计算机的重视程度。2017年,中国超级计算机上榜总数首次超过美国。在2018年11月最新的TOP500排名中,中国总数为229台,是美国的两倍多,美国总数为108台。
我国超级计算机发展历程
1983年12月,由国防科技大学研制的“银河一号”超级计算机,峰值计算速度达到1亿次/秒,标志着我国成为继美国、日本等国之后,能够独立设计和制造巨型机的国家。
1993年10月,由国家智能计算机研究开发中心研制的“曙光一号”超级计算机,峰值计算速度达到6.4亿次/秒,标志着我国已经掌握了设计制造支持多线程机制的对称式紧耦合并行机。
1998年8月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威Ⅰ”超级计算机,安装在中国国家气象局,峰值计算速度达到3840亿次/秒,是国内首台峰值性能突破千亿次的计算机,主要技术指标和性能达到国家先进水平,继美国、日本之后,我国成为具备自主研制千亿次高性能计算机能力的国家。
2009年10月,由国防科技大学研制的“天河一号”超级计算机,峰值计算速度达到1206万亿次/秒,是我国首台千万亿次超级计算机。
2011年10月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威蓝光”超级计算机,安装在国家超级计算济南中心,峰值计算速度达到1100万亿次/秒,是国内首台全部采用国产处理器和系统软硬件构建的千万亿次计算机系统。我国成为继美国、日本之后,能够采用自主CPU构建千万亿次级超级计算机的国家。
2013年6月,由国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机,峰值计算速度达到5.49亿亿次/秒,以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度,成为当时全球计算速度最快的超级计算机。
2015年12月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威·太湖之光”超级计算机,峰值计算速度超过10亿亿次/秒,系统全面采用国产高性能处理器,处于世界领先水平。
首次完全使用“中国芯”
“神威·太湖之光”采用的中央处理器,是自主设计生产的国产芯片—“申威26010”众核处理器。
时光回转到2015年4月9日,美国商务部发布公告:禁止向中国4家国家超级计算中心出售高性能计算芯片。当时,中国的“天河二号”在世界超级计算机TOP500排行榜上已连续4次位列第一,它使用的就是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,中国科学家没有停止对自主可控芯片的研发。早在2014年立项时,“神威·太湖之光”就确立了核心技术完全国产化的目标。当年底,基于国产“申威26010”处理器的“神威·太湖之光”完成原型机测试;美国禁售令公布半年之后,“神威·太湖之光”完成了研发工作。![](/images/paper/1002-9567/201824/20182404-2-l.jpg)
国家超级计算无锡中心展厅
“申威26010”是“神威·太湖之光”的心脏。这是一款具有独特性的处理器,它采用了片上融合的异构众核体系结构,以及具有自主知识产权的指令集和完整的配套软件生态系统。这种独特的体系结构在25平方厘米的方寸之间集成了260个运算核心、数十亿个晶体管,达到了3万亿次/秒的计算能力。除了芯片,作为一个超算系统,“神威·太湖之光”在体系结构、高速互联、系统软件等关键技术上都实现了前所未有的创新和突破,带来了在性能上的跨越式发展。
屡获奖项的“神威·太湖之光”
2016年6月20日,在法兰克福世界超级计算机大会上,国际TOP500组织发布榜单,“神威·太湖之光”超级计算机系统登上榜单之首,成为世界上首台峰值运算速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。
2016年11月14日,在美国盐湖城公布的新一期TOP500榜单中,“神威·太湖之光”蝉联冠军。
2016年11月18日,我国科研人员依托“神威·太湖之光”应用成果首次荣获“戈登·贝尔”奖,实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。
2017年6月19日,“神威·太湖之光”又夺得全球超级计算机TOP500的冠军。在它身上,拥有运算着全球最大的虚拟宇宙,用10万亿个数字粒子模拟出宇宙的形成和早期的扩张。
国家超级计算无锡中心的段芳女士带记者走进超级计算机大厅,1000多平方米的机房内,一排排高大的黑色机仓整齐陈列着,顶上一圈随时变换色彩的光带,昭示着超级计算机无时无刻不在运行着。段芳女士介绍说,“神威·太湖之光”是世界首台峰值运算速度超过10亿亿次/秒、并行规模超千万核的划时代的新型超级计算机。“神威·太湖之光”的计算能力相当于2000多万台普通的笔记本电脑,主存储量相当于780个国家图书馆藏书量。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地计算32年。
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自2016年6月至2018年6月,“神威·太湖之光”超级计算机一直名列世界第一。虽然目前它被美国“顶点”超级计算机和美国“山脊”超级计算机超越,位列第三,但中國超级计算机在世界超级计算机TOP500上榜总数位列世界第一。国家超级计算无锡中心研发工程师徐敬蘅告诉记者,世界超级计算机TOP500上榜数反映一个国家对超级计算机的重视程度。2017年,中国超级计算机上榜总数首次超过美国。在2018年11月最新的TOP500排名中,中国总数为229台,是美国的两倍多,美国总数为108台。
我国超级计算机发展历程
1983年12月,由国防科技大学研制的“银河一号”超级计算机,峰值计算速度达到1亿次/秒,标志着我国成为继美国、日本等国之后,能够独立设计和制造巨型机的国家。
1993年10月,由国家智能计算机研究开发中心研制的“曙光一号”超级计算机,峰值计算速度达到6.4亿次/秒,标志着我国已经掌握了设计制造支持多线程机制的对称式紧耦合并行机。
1998年8月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威Ⅰ”超级计算机,安装在中国国家气象局,峰值计算速度达到3840亿次/秒,是国内首台峰值性能突破千亿次的计算机,主要技术指标和性能达到国家先进水平,继美国、日本之后,我国成为具备自主研制千亿次高性能计算机能力的国家。
2009年10月,由国防科技大学研制的“天河一号”超级计算机,峰值计算速度达到1206万亿次/秒,是我国首台千万亿次超级计算机。
2011年10月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威蓝光”超级计算机,安装在国家超级计算济南中心,峰值计算速度达到1100万亿次/秒,是国内首台全部采用国产处理器和系统软硬件构建的千万亿次计算机系统。我国成为继美国、日本之后,能够采用自主CPU构建千万亿次级超级计算机的国家。
2013年6月,由国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机,峰值计算速度达到5.49亿亿次/秒,以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度,成为当时全球计算速度最快的超级计算机。
2015年12月,由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威·太湖之光”超级计算机,峰值计算速度超过10亿亿次/秒,系统全面采用国产高性能处理器,处于世界领先水平。
首次完全使用“中国芯”
“神威·太湖之光”采用的中央处理器,是自主设计生产的国产芯片—“申威26010”众核处理器。
时光回转到2015年4月9日,美国商务部发布公告:禁止向中国4家国家超级计算中心出售高性能计算芯片。当时,中国的“天河二号”在世界超级计算机TOP500排行榜上已连续4次位列第一,它使用的就是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,中国科学家没有停止对自主可控芯片的研发。早在2014年立项时,“神威·太湖之光”就确立了核心技术完全国产化的目标。当年底,基于国产“申威26010”处理器的“神威·太湖之光”完成原型机测试;美国禁售令公布半年之后,“神威·太湖之光”完成了研发工作。
![](/images/paper/1002-9567/201824/20182404-2-l.jpg)
国家超级计算无锡中心展厅
“申威26010”是“神威·太湖之光”的心脏。这是一款具有独特性的处理器,它采用了片上融合的异构众核体系结构,以及具有自主知识产权的指令集和完整的配套软件生态系统。这种独特的体系结构在25平方厘米的方寸之间集成了260个运算核心、数十亿个晶体管,达到了3万亿次/秒的计算能力。除了芯片,作为一个超算系统,“神威·太湖之光”在体系结构、高速互联、系统软件等关键技术上都实现了前所未有的创新和突破,带来了在性能上的跨越式发展。
屡获奖项的“神威·太湖之光”
2016年6月20日,在法兰克福世界超级计算机大会上,国际TOP500组织发布榜单,“神威·太湖之光”超级计算机系统登上榜单之首,成为世界上首台峰值运算速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。
2016年11月14日,在美国盐湖城公布的新一期TOP500榜单中,“神威·太湖之光”蝉联冠军。
2016年11月18日,我国科研人员依托“神威·太湖之光”应用成果首次荣获“戈登·贝尔”奖,实现了我国高性能计算应用成果在该奖项上零的突破。
2017年6月19日,“神威·太湖之光”又夺得全球超级计算机TOP500的冠军。在它身上,拥有运算着全球最大的虚拟宇宙,用10万亿个数字粒子模拟出宇宙的形成和早期的扩张。