北京時(shí)間6月19日下午，在德國(guó)法蘭克福召開的ISC2017國(guó)際高性能計(jì)算大會(huì)上，中國(guó)的“神威·太湖之光”以每秒12.5億億次的峰值計(jì)算能力以及每秒9.3億億次的持續(xù)計(jì)算能力奪得世界超級(jí)計(jì)算機(jī)冠軍，并且和“天河二號(hào)”第三次攜手奪得前兩名。這次榜單的第三名是來自瑞士國(guó)家超算中心的升級(jí)版PizDaint，美國(guó)超算則20年來首次無緣前三。

那么，站在世界之巔的“神威·太湖之光”究竟“神”在哪里？再次問鼎TOP500榜首對(duì)于我國(guó)超算領(lǐng)域發(fā)展又有怎樣的意義？

“神威·太湖之光”TOP500三連冠

三招“必殺技”：“太湖之光”顯神威

超級(jí)計(jì)算機(jī)新科世界冠軍——“神威·太湖之光”位于江蘇省國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心，它是一套非常宏大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由四十余個(gè)高度集成的機(jī)柜組成，是名副其實(shí)的“最強(qiáng)大腦”。那么，作為世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，“神威·太湖之光”拿下TOP500冠軍的過人之處有哪些？中科院計(jì)算所張?jiān)迫芯繂T為我們進(jìn)行了解讀，“必殺技能”有三招。

第一招——速度較量，唯快不破。張?jiān)迫硎荆吧裢ぬ狻钡姆逯颠\(yùn)算速度已經(jīng)達(dá)到了每秒12.54億億次，其一分鐘的計(jì)算能力相當(dāng)于全球72億人口同時(shí)用計(jì)算器連續(xù)不間斷計(jì)算32年，這是全球第一臺(tái)運(yùn)行速度超過10億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī)。同時(shí)，其持續(xù)計(jì)算速度達(dá)到了每秒9.3億億次，是此前的世界冠軍“天河二號(hào)”的3倍，是目前世界上持續(xù)計(jì)算能力最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。在超級(jí)計(jì)算機(jī)基準(zhǔn)程序Linpack測(cè)試中，“神威·太湖之光”僅用4小時(shí)就完成了“天河二號(hào)”20多個(gè)小時(shí)才能完成的運(yùn)算任務(wù)。也就是說，“神威·太湖之光”的運(yùn)算速度和計(jì)算能力都“完勝”此前的“天河二號(hào)”，這個(gè)世界冠軍實(shí)至名歸。

“神威·太湖之光”性能參數(shù)

第二招——最強(qiáng)大腦，中國(guó)芯。“神威·太湖之光”之所以擁有世界最快運(yùn)行速度，當(dāng)然還要?dú)w功于其強(qiáng)大的硬件支持。張?jiān)迫榻B說，超級(jí)計(jì)算機(jī)主要是依靠提高并行度和設(shè)備的規(guī)模來提升計(jì)算速度，“神威·太湖之光”擁有超過1000萬個(gè)處理器核，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過天河二號(hào)的300多萬個(gè)，從而極大地提升了其運(yùn)算規(guī)模和并行度。

更加令人振奮的是，“神威·太湖之光”是首次完全用“中國(guó)芯”制造的中國(guó)最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，此前“天河二號(hào)”使用的是英特爾至強(qiáng)處理器和XeonPhi協(xié)處理器。作為“最強(qiáng)大腦”的“中國(guó)芯”，“申威26010”眾核處理器這個(gè)只有5厘米見方的小小薄塊，它集成了260個(gè)運(yùn)算核心，數(shù)十億晶體管，達(dá)到了每秒3萬多億次計(jì)算能力，單芯片計(jì)算能力相當(dāng)于3臺(tái)2000年全球排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)。40960個(gè)“中國(guó)芯”同時(shí)工作，讓“神威·太湖之光”登上了世界計(jì)算巔峰。

圖4申威26010眾核處理器

第三招——綠色節(jié)能，又快又省。“神威·太湖之光”的功耗比達(dá)到了每瓦60.51億次，在運(yùn)行速度和持續(xù)計(jì)算能力均大幅提升的同時(shí)，其功耗不升反降，成為世界上計(jì)算能力最強(qiáng)、但最綠色環(huán)保的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

張?jiān)迫硎荆郧癟OP500的超級(jí)計(jì)算機(jī)，其功耗都比較大，而“神威·太湖之光”的持續(xù)性能和功耗比兩項(xiàng)均屬世界排名第一，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大幅領(lǐng)先其他超級(jí)計(jì)算機(jī)，這也體現(xiàn)出我國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)研制領(lǐng)域，不單單追求以“快”取勝，并且在自主可控、持續(xù)性能和綠色指標(biāo)等綜合性能方面都取得了突破性的進(jìn)展，并且達(dá)到了新的高度。

超算用途廣：未來要擁抱大數(shù)據(jù)和人工智能

人類在體育競(jìng)技中，挑戰(zhàn)生理極限的同時(shí)，更多的是獲得精神上的激勵(lì)與鼓舞，而作為超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“奧運(yùn)會(huì)”，登頂TOP500榜首不是最終目的，造福人類才是“神威·太湖之光”的終極使命。

超級(jí)計(jì)算機(jī)在能源、航天、生物制藥等領(lǐng)域已經(jīng)有了豐富而卓有成效的應(yīng)用，截至目前，國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心已經(jīng)承接了國(guó)內(nèi)30多個(gè)重大應(yīng)用項(xiàng)目。其中，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心在“神威·太湖之光”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上首次實(shí)現(xiàn)了百萬核規(guī)模、高分辨率的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬。截至目前，國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心已經(jīng)承接了國(guó)內(nèi)30多個(gè)重大應(yīng)用項(xiàng)目。其中，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心在“神威太湖之光”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上首次實(shí)現(xiàn)了百萬核規(guī)模、高分辨率的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬。

未來，超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)該全力擁抱人工智能。中國(guó)科技部也啟動(dòng)了AI2.0計(jì)劃，其中就包括研制AI超級(jí)計(jì)算機(jī)，如何讓超算更好地滿足人工智能的需求可能是發(fā)展的下一個(gè)熱點(diǎn)。

張?jiān)迫J(rèn)為，如果互聯(lián)網(wǎng)是加法，那AI就是乘法，它對(duì)于社會(huì)各個(gè)行業(yè)的變革影響都將是非常巨大的，而且它可能是普惠的，從根本上改變整個(gè)社會(huì)的運(yùn)行模式與發(fā)展態(tài)勢(shì)。