神威·太湖之光超级计算机


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国家超级计算无锡中心经国家科技部批准成立,由国家科技部、江苏省和无锡市三方共同投资建设。中心坐落在风景秀丽的江苏省无锡市蠡园经济开发区,拥有世界上首台峰值运算性能超过每秒十亿亿次浮点运算能力的超级计算机——“神威·太湖之光”。该系统是我国“十二五”期间“863计划”的重大科研成果,由国家并行计算机工程技术研究中心研制,运算系统全面采用了由国家高性能集成电路设计中心通过自主核心技术研制的国产“申威26010”众核处理器。“神威·太湖之光”也是我国第一台全部采用国产处理器构建的世界排名第一的超级计算机。

国家超级计算无锡中心是无锡市政府直属事业单位,由清华大学与无锡市政府共同建设,并委托清华大学管理运营。国家超级计算无锡中心依托“神威·太湖之光”计算机系统,根植江苏、覆盖长三角、拓展全国、放眼全球,与国内外专家、应用单位等进行密切合作。面向生物医药、海洋科学、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务,承接国家、省部等重大科技或工程项目,为我国科技创新和经济发展提供平台支撑。

国家超级计算无锡中心将利用中心的优势资源, 结合江苏省“十三五"规划提出着力建设具有全球影响力的产业科技创新中心和具有国际竞争力的先进制造基地的战略新定位,建成具有明确应用背景的高性能计算技术重大应用研究与支撑中心,充分展示高性能计算作为科技创新核心竞争力和强力引擎的价值,成为国内高性能计算人才聚集地和国内外重要并行应用软件研发基地,实现超算中心的可持续发展。

神威·太湖之光

神威·太湖之光超级计算机是由国家并行计算机工程技术研究中心研制的超级计算机。  2016年6月20日下午3点,TOP500组织在法兰克福世界超算大会(ISC)上,“神威·太湖之光”超级计算机系统登顶榜单之首,成为世界上首台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。  而“中国芯”“申威26010”的问世,也成为中国自主研发打破30年技术封锁的一柄利器。“神威·太湖之光”勇夺榜首,可以说为中国超级计算机领域的发展打了一剂强心针。

2016年7月,获吉尼斯世界纪录认证。2016年11月18日凌晨4:20时许,中国团队凭借在“神威·太湖之光”上运行的“全球大气非静力云分辨模拟”应用获得2016年度“戈登·贝尔”奖。

2017年6月19日最新全球超级计算机500强榜单正式出炉,中国“神威·太湖之光”夺得冠军。2017年8月,中国科学家打破纪录,在“神威•太湖之光”计算机上创造出最大的虚拟宇宙,用了10万亿个数字粒子来模拟宇宙的形成和早期扩张。2017年11月,新一期的全球超级计算机500强发布,中国的“神威·太湖之光”连续第四次获得冠军。

研发背景

超级计算机,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。自中国863计划实施以来,国家高度重视并且支持超级计算系统的研发,但由于基础薄弱起步较晚,在国际舞台中一直受制于人,美国更是在2015年宣布对中国禁售高性能处理器。

组成结构

神威·太湖之光超级计算机由40个运算机柜和8个网络机柜组成。每个运算机柜比家用的双门冰箱略大,打开柜门,4块由32块运算插件组成的超节点分布其中。每个插件由4个运算节点板组成,一个运算节点板又含2块“申威26010”高性能处理器。一台机柜就有1024块处理器,整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。

主要性能

神威·太湖之光超级计算机系统的峰值性能125.436PFlops,世界第一;持续性能93.015PFlops,世界第一;性能功耗比6051MFlops/W,还是世界第一。

应用场景

清华大学为主体的科研团队首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟;

国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟;

上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究……

研制意义

依托“神威·太湖之光”,以清华大学为主体的科研团队首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟,这一成果将全面提高我国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力;国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟结果令人振奋,将为“天宫一号”顺利回家提供精确预测;上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究,短短2周就完成常规需要10个月的计算,大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。

正在德国出席TOP500颁奖活动的中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉20日对《环球时报》记者表示,“神威·太湖之光”是国内第一台全部采用国产处理器构建的世界第一的超级计算机。它是根据国家科技部863计划研制的,研制周期用了接近3年,但之前的预研时间无法估算。“其实,我们在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠军的能力,但当时出于保密考虑一直没有对外发布。”

对于中国超算的国产化情况,张云泉介绍说,按照评估,“天河”系列的国产化程度是70%左右,济南超算中心的“神威蓝光”超级计算机能达到85%以上,“神威·太湖之光”的处理器则是全国产的。

“中国已在这场比赛中大幅领先”,美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任西蒙称,超级计算机系统的每一部件均在中国本土制造意义重大。该实验室是超级计算机的主要用户,协助编制全球超级计算机500强名单。“TOP500”网站评论说,“神威·太湖之光”的性能结束了“中国智能依靠西方技术才能在超算领域拔得头筹”的时代。

“凭借一套搭载本土自主研发处理器芯片的世界一流超级计算机系统,中国巩固了在这一计算机最高领域的领导地位。”《华尔街日报》20日称,“神威·太湖之光”是中国首台未使用美国芯片技术且运行速度排名世界第一的计算机。“此前位列第一的‘天河二号’使用了英特尔公司研发的芯片,去年出台的一项美国出口禁令使该系统未能获得升级所需芯片。”

正如《华尔街日报》所说,我国863计划持续支持超级计算系统的研发,但在处理器设计制造方面,相当一段时间都不能摆脱受制于人的局面。2015年4月,美国商务部发布公告,决定禁止向中国4家国家超级计算机机构出售“至强”(XEON)芯片。当时张云泉在接受《环球时报》专访时表示,禁售短期内可能造成“天河二号”升级计划拖延,但长期来看“是倒逼中国推进超算国产化战略的重要机遇”。

专家的话可谓一语中的。时隔一年,张云泉20日再次接受《环球时报》采访时,他对国产处理器发展得这么快、并且夺得世界冠军充满感慨。他表示,美国的芯片禁运反而缩短了中国的研制周期,使我们搞出了完全自主的高性能处理器和完全自主可控的超级计算机,“西方的芯片禁运对中国可谓利大于弊”。

获得荣誉

2016年7月15日,吉尼斯世界纪录大中华区总裁罗文在北京向国家超级计算机无锡中心主任杨广文颁发吉尼斯世界纪录认证书,宣布中国自主研制的超级计算机“神威·太湖之光”是“运算速度最快的计算机”。[1]

2016年11月18日凌晨4:20时许,中国团队中科院软件所杨超研究员与清华大学副教授薛巍、付昊桓等人联合北师大组成的研究团队凭借在“神威·太湖之光”上运行的“全球大气非静力云分辨模拟”应用获得2016年度“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日最新全球超级计算机500强榜单正式出炉,中国“神威·太湖之光”夺得冠军[3]。

2017年11月,新一期的全球超级计算机500强发布,中国的“神威·太湖之光”连续第四次获得冠军[5]。

最强超算

2017年8月,中国科学家打破纪录,在“神威•太湖之光”计算机上创造出最大的虚拟宇宙,用了10万亿个数字粒子来模拟宇宙的形成和早期扩张。

就纯运算能力而言,中国近年来已经超过其他国家,将会在3年内能够成为研究宇宙形成问题的领军者。

“神威•太湖之光”凭借前所未有的性能让竞争对手望尘莫及。它完全使用国产芯片,能耗极低,从2016年6月开始稳居世界超级计算机排行榜的榜首。

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