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【治国理政新实践·江苏篇】“神威·太湖之光”:全球最快超算在无锡!

字号: 2017-10-11 10:18 来源:江南晚报 我要评论(0)

核心提示:坐落在蠡园经济开发区的国家超算无锡中心,是全球最强超级计算机“神威·太湖之光”的“机窝”。

坐落在蠡园经济开发区的国家超算无锡中心,是全球最强超级计算机“神威·太湖之光”的“机窝”。关于“太湖之光”,人们既熟悉又陌生,一方面网上铺天盖地全是它获得的荣誉:蝉联全球超级计算机500强榜单三连冠,实现零突破获得“戈登·贝尔”奖,被吉尼斯世界纪录认证为“运算速度最快的计算机”;另一方面又鲜有人见过它的“真身”,但每次提起,无锡人总是带着自豪,它可是在咱无锡的地盘上哩!

研制时间仅两年多,背后是CPU“中国造”

在超算中心的一面宣传墙上,介绍着超算中心的建设时间节点:2012年7月开始进行项目调研论证,2013年4月项目审批申请,2014年3月科技部立项,同年8月机房改造立项,2015年7月机房施工结束,12月31日主机研制完成,超算中心同时成立。

从时间上看,“神威·太湖之光”立项到研制成功,仅仅用了两年多的时间,速度惊人。对此,超算中心应用支持主管刘钊介绍,“神威·太湖之光”的研制时间虽短,但之前经过了很长时间的技术预研。“它采用的是国家‘核高基’重点科技专项支持的全国产‘申威’CPU。‘申威’系列的技术路线比较明晰而稳定,而且采用上一代‘申威’CPU的‘神威·蓝光’超算为‘太湖之光’的发展做了很好的铺垫和尝试。没有它,‘太湖之光’也就不会那么快研制出来。”

国外的禁运也是激励国家加速研究自主可控超算的原因之一。2015年,正当中国当时最高水平的超算“天河二号”想继续采购美国芯片完成升级之时,遭遇了禁运。美国政府宣布,把与超级计算机相关的4家中国机构列入限制出口名单,目的就在于通过限售,锁死中国超算快速发展的脚步。“神威·太湖之光”从布局之初,就是冲着打造拥有全国产架构、自主可控软硬件的目标来的。在展厅里,展示着“太湖之光”的心脏“申威26010众核处理器”的真身:只有5厘米见方的薄片,集成了260个运算核心,数十亿晶体管,达到了每秒3万多亿次计算能力,成为我国自主研发、打破30年技术封锁的一枚利器。

走进“太湖之光”机房,感受“冷”和“静”

“神威·太湖之光”的机房是超算中心的最核心区域,所有进入机房的人都必须穿上防尘鞋套。走进机房内部,第一感觉是空间好大,第二感觉是好冷。首先映入眼帘的是三组巨大的黑色机柜。中间一组机柜的正面写着“神威·太湖之光”几个金色大字。机柜边缘还有着不断闪烁的LED光条,每隔几秒就会变换颜色,刘钊介绍,这跟超算的运算状态没有关系,只是为了达到一种科技感的效果。该机房的面积约1000平方米,共有48个机柜,其中包含40组运算设备和8组网络设备。刘钊像打开家用双开门冰箱一样打开一个机柜,里面从上往下排着两列插件板,每块板子可以单独抽拉出来。一个机舱里有128块板子,每块板上有8个CPU,这8个CPU的运算能力可以达到每秒25万亿次以上,所以一个机柜的运算能力是3.2千万亿次。

这么庞大的超算在运转时,声音也没那么吵。刚入机房就听到的嗡嗡声,原以为是超算运转的声音,不过工作人员表示,其实是空调出风的声音,超算本身基本不产生噪音。“‘太湖之光’系统能效比高达每瓦特60.5亿次,比‘天河二号’节能60%以上。”刘钊介绍,这得益于低功耗、高集成度的处理器设计,以及独创的高效水冷技术和高密度组装工艺,还有软硬件协同、智能化的功耗控制方法,实现了层次化、全方位的绿色节能。在机柜的后面,可以看到每组运算单元上都接着两根水管。这是用来冷却运算设备的重要组成部分,可以充分保证对高速运转芯片的降温效果。工作人员介绍,这套水冷系统进水温度为12摄氏度-13摄氏度,出水温度上升到15摄氏度,光一天的循环用水就达400吨。同时,为了确保“太湖之光”正常运行,整个机房的温度需要常年保持在20度,工作人员表示这是芯片工作的适宜温度。

别的计算机算不了的放着让“太湖之光”来

“神威·太湖之光”是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机,峰值性能高达12.5亿亿次/秒,持续性能达到9.3亿亿次/秒。简单来说,滴答一声,它就能计算十亿亿次;如果把200多万台2016年生产的主流电脑加起来,只能跟它打个平手;它1分钟的计算能力,相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。

“正因为有超强的计算能力,可以模拟运算量很大的问题”,刘钊介绍,别的计算机算不了的,“太湖之光”可以;别的计算机能做的,“太湖之光”速度更快。2016年11月,在“神威·太湖之光”上运行的“全球大气非静力云分辨模拟”应用一举摘得“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。“这个项目只有在‘太湖之光’上才能跑”,刘钊表示,因为这种模拟是超高精度的,别的计算机承载不了。他表示,“太湖之光”发布两年来,已有5项应用列入“戈登·贝尔”奖提名,这正是“太湖之光”腰杆硬的底气所在。

此外,“太湖之光”还可以为企业、单位减少研发成本和时间。就拿汽车安全模拟来说,如果企业采用原始的造一辆试一辆的方式,显然成本是非常高的,“太湖之光”可以模拟汽车碰撞过程的每一个细节。又如药物筛选模拟,在其他计算机上可能需要数月的时间,在“太湖之光”只需10天。按照目前的统计数据,“太湖之光”的应用领域已经涉及天气气候、航空航天、海洋环境、生物医药、船舶工程等19个领域,平均利用率在80%左右,已与200多家单位有合作,其中重大应用超过100个,包括C919、天宫一号等均在此做模拟。目前,超算中心研发人员还用超算为无锡做了一个公益性的天气预报网站,可以精确到公里级,并能播报整点天气情况。

除了科研以外,如何用运算能力为江苏制造业带来帮助也是超算中心在考虑的一个重要方向。刘钊表示,“希望能将超算中心建成江苏省一个产业科技创新的中心。”

原标题:“神威·太湖之光”:全球最快超算在无锡 C919、天宫一号腾飞背后都有它

(晚报记者 王晶/文 清茶/摄)

  • Tags:太湖 之光 无锡 神威 全球

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