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研發背景

超級(ji)計(ji)算機，被稱為(wei)“國(guo)(guo)之重(zhong)(zhong)器”，超級(ji)計(ji)算屬(shu)于戰(zhan)略高技術(shu)領域，是世界(jie)各國(guo)(guo)競相角逐的科技制高點(dian)，也是一(yi)個國(guo)(guo)家科技實力的重(zhong)(zhong)要標(biao)志之一(yi)。自中國(guo)(guo)863計(ji)劃實施以來，國(guo)(guo)家高度重(zhong)(zhong)視并且支(zhi)持超級(ji)計(ji)算系統的研(yan)發(fa)，但由于基礎薄弱起步(bu)較晚，在國(guo)(guo)際舞(wu)臺(tai)中一(yi)直(zhi)受制于人，美國(guo)(guo)更是在2015年宣布對中國(guo)(guo)禁(jin)售高性能處理器。

組成結構

神威·太(tai)湖之(zhi)(zhi)光超級計(ji)算(suan)機(ji)由40個(ge)運(yun)算(suan)機(ji)柜(ju)和(he)8個(ge)網絡機(ji)柜(ju)組成。每(mei)個(ge)運(yun)算(suan)機(ji)柜(ju)比家(jia)用的(de)雙門冰箱略大，打開柜(ju)門，4塊(kuai)由32塊(kuai)運(yun)算(suan)插件(jian)組成的(de)超節(jie)點分布其中(zhong)。每(mei)個(ge)插件(jian)由4個(ge)運(yun)算(suan)節(jie)點板組成，一個(ge)運(yun)算(suan)節(jie)點板又含2塊(kuai)“申(shen)威26010”高性能(neng)處理器。一臺機(ji)柜(ju)就有(you)1024塊(kuai)處理器，整臺“神威·太(tai)湖之(zhi)(zhi)光”共有(you)40960塊(kuai)處理器。每(mei)個(ge)單個(ge)處理器有(you)260個(ge)核(he)心，主板為(wei)雙節(jie)點設計(ji)，每(mei)個(ge)CPU固化(hua)的(de)板載內(nei)存為(wei)32GBDDR3-2133。

整體布局

至于(yu)機房(fang)擺放，太湖之光采用(yong)了(le)兩側各20個計(ji)算機柜(ju)和(he)存儲機柜(ju)、中間單列網絡系統機柜(ju)的布局，占地面(mian)積605平方米(mi)。

主要性能

1.峰值性能125.436PFlops，世界第(di)二

2.持(chi)續性能93.015PFlops，世界第(di)一(yi)

3.性(xing)能功耗(hao)比(bi)6051MFlops/W，世界(jie)第一

蟬聯冠軍

2016年(nian)6月20日，在法蘭克福世界超(chao)算(suan)大會(hui)上，國(guo)際(ji)TOP500組織(zhi)發(fa)布(bu)的(de)榜(bang)單顯示(shi)，“神威·太湖之光”超(chao)級計(ji)算(suan)機系統(tong)登頂榜(bang)單之首(shou)，不(bu)僅(jin)速度比第(di)二名“天河二號”快(kuai)出近兩倍(bei)(bei)，其效率也提(ti)高(gao)3倍(bei)(bei)。

2016年11月14日，新一期全球超(chao)級計算(suan)(suan)機500強（TOP500）榜(bang)單，中國“神(shen)威·太(tai)湖之光”以較大(da)的(de)運算(suan)(suan)速度(du)優(you)勢輕松蟬聯(lian)冠軍。算(suan)(suan)上此前“天河二(er)號”的(de)六(liu)連冠，中國已連續4年占據(ju)全球超(chao)算(suan)(suan)排行榜(bang)的(de)最高席位。

2017年6月19日下午，在(zai)德國(guo)法(fa)蘭克福召開的(de)ISC2017國(guo)際高性能(neng)(neng)計(ji)算(suan)大會(hui)上(shang)，“神威(wei)·太湖之光(guang)”超級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)以每(mei)秒12.5億億次(ci)的(de)峰(feng)值計(ji)算(suan)能(neng)(neng)力(li)以及每(mei)秒9.3億億次(ci)的(de)持續(xu)計(ji)算(suan)能(neng)(neng)力(li)，再(zai)次(ci)斬(zhan)獲世界(jie)超級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)排名(ming)榜單TOP500第一名(ming)。本次(ci)奪冠(guan)也(ye)實現了(le)我國(guo)國(guo)產(chan)超算(suan)系統在(zai)世界(jie)超級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)冠(guan)軍(jun)寶座(zuo)的(de)首次(ci)三連(lian)冠(guan)，國(guo)產(chan)芯(xin)片(pian)繼(ji)續(xu)在(zai)世界(jie)舞臺上(shang)展露光(guang)芒。

2017年11月13日，新一期全球超級(ji)(ji)計算機(ji)500強榜單發布(bu)，中(zhong)國超級(ji)(ji)計算機(ji)“神威·太湖(hu)之(zhi)光(guang)(guang)”和“天(tian)河二(er)號”連續第(di)四次(ci)分列冠(guan)亞軍，且中(zhong)國超級(ji)(ji)計算機(ji)上榜總數(shu)又一次(ci)反超美(mei)國，奪得(de)第(di)一。此次(ci)中(zhong)國“神威·太湖(hu)之(zhi)光(guang)(guang)”和“天(tian)河二(er)號”再次(ci)領跑，其(qi)浮點運算速度分別(bie)為每(mei)秒9.3億(yi)(yi)億(yi)(yi)次(ci)和每(mei)秒3.39億(yi)(yi)億(yi)(yi)次(ci)。

2018年11月12日，新(xin)一期全球超級(ji)計算(suan)機500強榜單(dan)在美(mei)國(guo)(guo)達拉斯發布(bu)，中國(guo)(guo)超算(suan)“神威·太湖(hu)之光”位列第(di)三名。

應用場景

以清華大學為主體的科研(yan)團隊(dui)首次實現了百萬核規模(mo)的全(quan)球10公里高(gao)分辨率(lv)地球系統數值模(mo)擬(ni)，將全(quan)面(mian)提高(gao)我(wo)國應(ying)對極端氣候和自然災(zai)害的減災(zai)防災(zai)能力；

國(guo)家計算流體力學(xue)實(shi)驗室(shi)對(dui)“天(tian)(tian)宮(gong)一號”返回路徑的數值模(mo)擬將為(wei)“天(tian)(tian)宮(gong)一號”順利回家提供精確預測；

上(shang)海藥(yao)物(wu)(wu)所開(kai)展的藥(yao)物(wu)(wu)篩(shai)選和疾病機理研究，大(da)大(da)加(jia)速了白血病、癌癥、禽流(liu)感等方向的藥(yao)物(wu)(wu)設(she)計進度。

2016年(nian)11月18日凌晨(chen)4：20時許（北(bei)京(jing)時間），2016年(nian)度(du)“戈(ge)登(deng)·貝(bei)爾”獎(jiang)的(de)(de)謎底終于(yu)在(zai)美國鹽湖城舉(ju)行的(de)(de)國際(ji)超算大會（SC16）上(shang)揭曉。中科院軟件所(suo)楊超研究員與清(qing)華(hua)大學副教授薛巍、付(fu)昊(hao)桓等人聯合(he)北(bei)師大組(zu)成的(de)(de)研究團隊憑借在(zai)“神威(wei)·太湖之(zhi)光(guang)”上(shang)運(yun)行的(de)(de)“全(quan)球大氣(qi)非靜力云分辨(bian)模(mo)擬”應(ying)用(yong)一舉(ju)摘得該項(xiang)錦標，實(shi)現了我國高性能計(ji)算應(ying)用(yong)成果在(zai)該獎(jiang)項(xiang)上(shang)零的(de)(de)突破。此次(ci)全(quan)球共(gong)有6項(xiang)應(ying)用(yong)成果入圍“戈(ge)登(deng)·貝(bei)爾”獎(jiang)最(zui)終提(ti)名，其(qi)中3項(xiang)都是依托“神威(wei)·太湖之(zhi)光(guang)”完成的(de)(de)。其(qi)余2項(xiang)應(ying)用(yong)分別為國家(jia)海洋局海洋一所(suo)與清(qing)華(hua)大學合(he)作的(de)(de)“高分辨(bian)率海浪數(shu)值(zhi)模(mo)擬”和中科院網絡中心(xin)的(de)(de)“鈦合(he)金微結構演化相場模(mo)擬”。

獲獎記錄

7月15日，權(quan)威(wei)的(de)(de)世(shi)界紀(ji)錄認證(zheng)機(ji)構吉尼斯世(shi)界紀(ji)錄宣(xuan)布(bu)，位于國家超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算機(ji)無錫中心的(de)(de)“神威(wei)·太湖(hu)之光(guang)”在德國法蘭克福國際(ji)超(chao)(chao)算大(da)會（ISC）公布(bu)的(de)(de)新一(yi)期全(quan)球超(chao)(chao)級(ji)計(ji)算機(ji)500強榜單(dan)中以(yi)3倍于第(di)二名(ming)的(de)(de)運(yun)算速度名(ming)列第(di)一(yi)，是“運(yun)算速度最快的(de)(de)計(ji)算機(ji)”。

“神威·太湖之(zhi)光”由(you)國(guo)(guo)家(jia)并(bing)行計算(suan)(suan)機工程(cheng)技(ji)術(shu)研究中心研制，全部(bu)采用中國(guo)(guo)國(guo)(guo)產處理器構建(jian)，是世界上首(shou)臺(tai)峰(feng)值(zhi)計算(suan)(suan)速(su)(su)度(du)超過十(shi)億億次的超級計算(suan)(suan)機，其峰(feng)值(zhi)計算(suan)(suan)速(su)(su)度(du)達每秒(miao)12.54億億次。

依托“神威·太湖之光”，在天氣氣候、航空航天、海(hai)洋(yang)(yang)科(ke)學、新藥創制(zhi)、先進制(zhi)造、新材料(liao)等重要領域(yu)取(qu)得(de)了一(yi)批應用成果。其(qi)中，由中科(ke)院(yuan)軟件(jian)所、清華大學和北京師范大學申報(bao)的(de)“全(quan)球大氣非靜力(li)云分辨模(mo)擬”課(ke)題(ti)(ti)，由國(guo)家(jia)海(hai)洋(yang)(yang)局(ju)海(hai)洋(yang)(yang)一(yi)所和清華大學申報(bao)的(de)“全(quan)球高分辨率海(hai)浪數(shu)值模(mo)式”課(ke)題(ti)(ti)，由中科(ke)院(yuan)網絡中心(xin)申報(bao)的(de)“鈦(tai)合(he)金微(wei)結(jie)構演化相場模(mo)擬”課(ke)題(ti)(ti)分別入圍(wei)了高性能計算應用領域(yu)的(de)最高獎——“戈登貝爾獎”，這是(shi)中國(guo)在該領域(yu)的(de)首次(ci)突破(po)。吉尼斯(si)(si)世界紀(ji)錄大中華區總裁羅(luo)文向(xiang)國(guo)家(jia)超級計算機(ji)無錫(xi)中心(xin)主任(ren)楊廣(guang)文先生(sheng)頒(ban)發吉尼斯(si)(si)世界紀(ji)錄認(ren)證書。

研制意義

中(zhong)國(guo)計(ji)算機學會高(gao)性能計(ji)算專委會秘(mi)書長張云(yun)泉(quan)表示，“神(shen)威·太湖之(zhi)光”是國(guo)內第一臺全部采用國(guo)產處理器構(gou)建的世(shi)界第一的超級計(ji)算機。它是根據國(guo)家(jia)科技部863計(ji)劃研制(zhi)的，研制(zhi)周期用了(le)接近(jin)3年，但(dan)之(zhi)前(qian)的預研時間(jian)無法估算。“其實，我們在去年底(di)就知道‘神(shen)威·太湖之(zhi)光’具有拿世(shi)界冠(guan)軍的能力，但(dan)當時出于保密(mi)考慮一直沒有對(dui)外發布。”

對于中國超(chao)(chao)算的(de)國產化情況，張云泉介紹(shao)說，按照評估(gu)，“天河”系(xi)列(lie)的(de)國產化程(cheng)度是70%左右，濟南超(chao)(chao)算中心的(de)“神威藍光”超(chao)(chao)級計算機能達到85%以上，“神威·太湖之光”的(de)處理器則是全國產的(de)。

“中(zhong)國(guo)已(yi)在(zai)這(zhe)場(chang)比(bi)賽中(zhong)大幅領先”，美國(guo)勞(lao)倫斯(si)伯克利(li)國(guo)家實驗室副主任西蒙稱，超(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)機系統(tong)的(de)每一(yi)部件均在(zai)中(zhong)國(guo)本土制造意義(yi)重(zhong)大。該實驗室是超(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)機的(de)主要(yao)用戶，協(xie)助編制全球超(chao)級(ji)(ji)計(ji)算(suan)機500強名單。“TOP500”網站評論說，“神(shen)威(wei)·太湖之(zhi)光”的(de)性(xing)能(neng)結束了“中(zhong)國(guo)只(zhi)能(neng)依靠(kao)西方技術(shu)才能(neng)在(zai)超(chao)算(suan)領域拔得頭籌”的(de)時代。

“憑借(jie)一(yi)套搭載本(ben)土自主研發(fa)處理器芯片(pian)的(de)(de)(de)世(shi)界一(yi)流超級(ji)計算(suan)機(ji)系統(tong)(tong)，中國(guo)鞏(gong)固了(le)在這一(yi)計算(suan)機(ji)最(zui)高領域的(de)(de)(de)領導地位。”《華(hua)爾街日報》20日稱，“神威·太(tai)湖(hu)之光”是中國(guo)首臺(tai)未(wei)使(shi)(shi)用美國(guo)芯片(pian)技術且運(yun)行速度排名世(shi)界第一(yi)的(de)(de)(de)計算(suan)機(ji)。“此前位列第一(yi)的(de)(de)(de)‘天河二(er)號’使(shi)(shi)用了(le)英特爾公司研發(fa)的(de)(de)(de)芯片(pian)，去年(nian)出臺(tai)的(de)(de)(de)一(yi)項美國(guo)出口(kou)禁(jin)令使(shi)(shi)該系統(tong)(tong)未(wei)能獲得升級(ji)所需芯片(pian)。”

正如《華(hua)爾街日報(bao)》所說(shuo)，我國(guo)(guo)(guo)863計劃持續支持超級(ji)計算(suan)系統的研(yan)發(fa)，但在(zai)處(chu)理器設計制(zhi)造(zao)方面，相當一段時間都不能(neng)擺脫受(shou)制(zhi)于(yu)人的局面。2015年4月，美國(guo)(guo)(guo)商務部發(fa)布公告，決(jue)定禁止向(xiang)中國(guo)(guo)(guo)4家國(guo)(guo)(guo)家超級(ji)計算(suan)機機構(gou)出(chu)售“至(zhi)強”(XEON)芯(xin)片。當時張云(yun)泉在(zai)接受(shou)《環球時報(bao)》專訪時表示(shi)，禁售短期內可能(neng)造(zao)成“天河二號”升級(ji)計劃拖延，但長期來看“是倒逼(bi)中國(guo)(guo)(guo)推進超算(suan)國(guo)(guo)(guo)產化(hua)戰略(lve)的重要機遇”。

專家的(de)話可(ke)謂(wei)一(yi)語中的(de)。時隔一(yi)年，張云(yun)泉20日再次(ci)接受(shou)《環球(qiu)時報》采(cai)訪(fang)時，他對國產處理(li)器(qi)發(fa)展得這(zhe)么快、并且(qie)奪得世界(jie)冠(guan)軍(jun)充滿(man)感慨(kai)。他表示(shi)，美(mei)國的(de)芯片(pian)禁運反而(er)縮短(duan)了中國的(de)研(yan)制周期，使我們搞出(chu)了完(wan)全自(zi)主的(de)高性能處理(li)器(qi)和(he)完(wan)全自(zi)主可(ke)控的(de)超級計(ji)算(suan)機，“西方的(de)芯片(pian)禁運對中國可(ke)謂(wei)利大(da)于(yu)弊”。