新一期全球超級計算機500強榜單昨日公布，使用中國自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號”登上榜首，中國超算上榜總數量也有史以來首次超過美國名列第一。

據國際TOP500組織當天發布的榜單，“神威·太湖之光”的浮點運算速度為每秒9.3億億次，不僅速度比第二名“天河二號”快出近兩倍，其效率也提高3倍。更重要的是，與“天河二號”使用英特爾芯片不一樣，“神威太湖之光”使用的是中國自主知識產權的芯片。

逆襲

中國入圍超算超過美國

國際TOP500在一份聲明中寫道：“中國在國際TOP500組織第47期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個完全基于中國設計、制造處理器而打造的新系統。”

“神威·太湖之光”由國家并行計算機工程技術研究中心研制，安裝在國家超級計算無錫中心。此前，由中國國防科技大學研制的“天河二號”超級計算機已在TOP500榜單上連續六度稱雄。

此次榜單還有一個重大變動是，美國入圍的超級計算機總數量首次跌下第一位置。上述聲明說，由于過去一些年中國工業和研究部門注冊提交的系統數量劇增，中國現在入榜的超級計算機數量達到167臺，超過美國的165臺。此外，由于中國占據TOP榜單頭兩名，中國在計算性能類別上也居于領先位置。

突圍

美國禁令加速中國制造

2015年年初，美國政府禁止其企業向中國出口與超級計算機相關的技術，更是讓中國人意識到核心技術不能受制于人。但從積極方面看，禁令促使中國猛醒。正如榜單主要編撰人、美國田納西大學計算機學教授杰克·唐加拉當時所言：“美國政府試圖遏制高性能計算機在中國的發展，但禁令很有可能會加速‘中國設計’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“芯”的到來。

美國加利福尼亞大學河邊分校超級計算實驗室負責人陳子忠對新華社記者說，雖然中國已經多次使用美國芯片組建的超級計算機登上500強榜單榜首，但“神威太湖之光”憑借的是中國自主芯片獲此殊榮。這個系統不僅性能卓越，而且能效優異，“充分展現了中國計算機專家的設計智慧”。

突破

超算應用入圍國際最高獎

基于全球最快超級計算機“神威·太湖之光”系統的三項全機應用入圍國際高性能計算應用領域最高獎——戈登貝爾獎。

據了解，被稱作超算應用領域諾貝爾獎的“戈登貝爾”獎，從1987年建立以來，中國團隊從未入圍。今年，基于“神威·太湖之光”系統的三項全機應用已經入圍，占全部入圍數量一半。三項應用分別為中科院軟件所與清華大學、北師大合作的“全球大氣非靜力云分辨模擬”；國家海洋局海洋一所與清華大學合作的“高分辨率海浪數值模擬”；中科院網絡中心的“鈦合金微結構演化相場模擬”。

“超算”致用

算天：

風中哪朵雨做的云

氣象臺的天氣預報準度一直在提升，這背后其實都是超級計算機的功勞。

“下不下雨關鍵看云層運動，在沒有超算之前，觀測云層的精度是按照經緯度。有了超算之后，就可對云層運動進行精確模擬與觀測。”北京師范大學全球變化與地球系統科學研究院教授王蘭寧說。

為了提高觀測精度，他十幾年來追逐著超算發展的腳步。2011年，他在天津的“天河一號”上實現了觀測精度10萬公里的目標；隨后，他又在“神威·藍光”實現了1萬公里精度；今年，他在“神威·太湖之光”上實現了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，天氣預報就將萬無一失。”王蘭寧說，當然，這還需要更強的超算能力支撐。

算地：

既能找飛機，也能測污染

尋找MH370，是世界科技角力的戰場。大量的衛星雷達集中對準南印度洋，當這些高科技眼睛采集到信息后，一個必經的環節是數據處理，擔當這一環節的角色即是超級計算機。“只要有足夠精確的相關數據，超算就能找到失事飛機。”清華大學地球系統科學研究中心副教授黃小猛說。

除了找飛機，還有更多接地氣的事情倚仗超級計算機來解決。

建一棟樓對周邊的環境到底有什么影響？如何建設風道便于污染物擴散？中科院深圳先進技術研究院正在國家超算無錫中心進行的一項課題，就是深圳市污染物擴散的模擬。通過超算模擬，可以根據目前污染物的情況，計算出未來一段時間的大氣污染物濃度和分布，進行空氣質量預報。從預報結果還可以計算出哪些污染源“貢獻”最大，了解污染的來龍去脈，為污染防控提供決策指導。

算人：

醫療應用前景廣

模擬血流、模擬心臟、模擬人體任何一個部分，有了超級計算機，這些都不再是夢想。

近期，美國科學家利用世界前十的超級計算機，選取一名真人掃描其血管系統，通過3D建模技術建立動脈系統模型，成功地再現了整個人體的動脈系統。任何直徑或寬度在1毫米以上的動脈血管都會出現在模型中，而且模型的分辨率達到了9微米。

只要運算核夠多、速度夠快，醫療工作者的診斷和治療水平將大大提升，而科學的治療手段更容易讓患者接受。

中國科學家近日也在利用“神威·太湖之光”對人體血流進行模擬與分析，例如可以及時有效地判定一個病人是否會發生腦梗塞的風險。

科學解決醫患關系，從超級計算機開始。

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