小朋友,这是一台超级计算机,叫神威·太湖之光,它和家里爸爸妈妈用的计算机是不一样的,它的体积特别的大,叫它超级是因为它运算速度特别快,全世界72亿人,如果这些人不间断地敲打计算机32年,才相当于这台超级计算机开机1分钟的计算量……”

 

工作人员现场讲解超算“神威·太湖之光”

2018年全国科技活动周暨北京科技周活动主场、军民科技融合成就展示区的入口处,张女士带着4岁的儿子专心听工作人员讲解眼前的这台“庞然大物”:

我以前是做系统集成的,今天我们专门请假来看科技周,我觉得难得有这么一个集中展示科技的地方,带孩子来开拓视野。(他能理解超级计算机吗?)他是能懂一些的,家里有个小的笔记本电脑,这个计算机相当于一层楼的大小,从体积上讲,他也会有一个直观的认识。

 

“神威·太湖之光”全貌

 

科技周现场“神威·太湖之光”1:1样机

现场展示的这台超级计算机,是一台1:1等大的样机,长1.8米、宽2.0米、高2.4米。在国家超级计算无锡中心的机房内,摆放有这样的运算机柜40个、网络机柜8个,占地605平方米,可以说是一个庞大的机器群了。每个运算机柜就像家中的双门冰箱一样,打开柜门,就可以看到两排整齐的运算插件版。

“这一个机柜集成了128个运算插件版,每个插件由4个运算节点板组成,上面有四个神威芯片,插件版的背面也是一样的结构,也就是说一个插件版上有8个CPU,中间采用水冷技术进行降温。整个‘神威·太湖之光’有5120个插件版,总共就有40960个CPU,所以整机是千万核计算能力的。”国家超级计算无锡中心推广培训运营工程师段芳介绍说。

超算,也称科学计算,与理论研究、科学实验并称为人类探索未知世界的三大科学手段。许多人将超算等同于运算速度惊人的超级计算机,实际上,在超算领域,硬件、应用、软件三者缺一不可。硬件是平台,应用是出口,软件体现水平。

 

芯片“神威26010

段芳说:“‘神威·太湖之光’的芯片是完全自主可控的,这个5厘米×5厘米的芯片叫‘神威26010一个方寸之间芯片,集成了260个核心。想象一下,我们家用普通电脑可能只是四核八核一个芯片就有260个核心,其中4个是控制核心,256个是运算核心一个芯片的计算能力就是每秒3万亿,其计算能力相当于3台2000年世界排名第一的超算同时进行。

2016年神威·太湖之光”发布之前,要把原来的一些代码移植“神威”因为采用的是整机异构架构,区别于普通通用架构,因此,科研人员费了特别大的心力进行钻研攻关

七月份的无锡40度的高温,当时条件很不好,没有风扇科研人员每天都挥汗如雨的工作,有的人为了赶时间,三天都没有回家。研制成功后,大家都有一种自豪感和成就感段芳说道。

 

 

“神威•太湖之光”应用领域涉及天气气候、航空航天、生物医药、新材料、新能源等19个方面,已支持上百家用户单位,完成上百项大型应用课题的运算任务。其中,由清华大学、山东大学、南方科技大学等单位共同研发的“非线性地震模拟”项目,突破了系统内存及带宽的限制,以精巧的并行设计和高效的实时压缩传输方案,实现了对唐山大地震18Hz 8米分辨率的高精度模拟,性能达到1.9亿亿次,将为科学家理解地震发生与传播机理提供支持,特别为防震救灾以及地震高发区城市建筑的规划设计提供科学依据。

段芳说:我们做这样的研究,也是为了预测地震发生之后产生次生灾害波及范围可能性我们还做过天空一号返回路径的模拟,以及宇宙虚拟模拟等。

 

 

“非线性大地震模拟”获2017年“戈登•贝尔”奖

据了解,“神威•太湖之光”超级计算机系统自20166月发布以来,已连续四次荣获世界超级计算机TOP500榜单第一。基于“神威•太湖之光”系统开发的五项全机应用“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”、“高分辨率海浪数值模拟”和“钛合金微结构演化相场模拟”“高分辨率大气模式”“非线性大地震模拟”入围20162017年“戈登•贝尔”奖提名,其中“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”与“非线性大地震模拟”获得2016年、2017年世界高性能计算应用领域最高奖——“戈登•贝尔”奖,是中国超级计算应用领域近年来的重大突破。

 

超算“神威·太湖之光”获世界超级计算机TOP500榜单第一

“下一步,我们要让‘神威’超算用得更多、更好,支持国家的一些重大科技需求,开展高性能计算应用服务。同时,百亿亿次超级计算机是下一步科研公关的难点,首套百亿亿次超级计算机预计在2020年交付。”

现场72岁的霍先生仔细看过“神威”超算后告诉我们“国家的超级计算机运算能力是世界第一的,我很自豪、很激动。我年轻的时候用得还是摇把电话,现在发展太快了。”(来源中国科技网)


2018年08月22日

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