●計算一天相當一臺當前主流微機計算160年,存儲量相當4個國家圖書館藏書量之和
●成為繼美國之后世界上第二個研制出千萬億次超級計算機國家
隨著第一臺國產千萬億次超級計算機29日在湖南長沙亮相,作為算盤這一古老計算器的發明者,中國擁有了歷史上計算速度最快的工具。
每秒鐘1206萬億次的峰值速度和每秒563.1萬億次的Linpack實測性能,使這臺名為“天河一號”的計算機位居同日公布的中國超級計算機前100強之首,也使中國成為繼美國之后世界上第二個能夠研制千萬億次超級計算機的國家。
這個速度意味著,如果用“天河一號”計算一天,一臺當前主流微機得算160年。“天河一號”的存儲量,則相當于4個國家圖書館藏書量之和。
超級計算機又稱高性能計算機、巨型計算機,是世界公認的高新技術制高點和21世紀最重要的科學領域之一。
作為中國高技術研究發展計劃(863計劃)中的一個重大項目,“天河一號”的設計始于2008年。
“隨著我國經濟的發展,環境控制、生物醫藥等領域已經對千萬億次甚至更高性能的計算機提出了現實需求。”國防科技大學校長張育林說。國防科技大學是“天河一號”的研制者。1983年面世的中國第一臺億次計算機“銀河一號”,同樣誕生在這所大學。
“超級計算機的研制歷程表明,我們要在高技術領域有所作為,必須走一條中國特色的自主創新之路。”張育林說,“一味追求國際排名是沒有意義的,只有在核心技術、實際效益和人才培養上不斷實現新的突破,科學研究才有了持續發展的動力。”
采用了“多陣列可配置協同并行體系結構”等7項關鍵創新技術的“天河一號”,綜合技術水平位居世界前列,具有高性能、高能效、高安全和易使用的特點。
在實現技術跨越的同時,由200多人組成、平均年齡為36歲的“天河”團隊還首次嘗試了軍地合作、多家單位協同攻關的開發模式。
2010年年底之前,這臺由103個機柜組成、占地面積近千平方米、總重量155噸的龐大計算機將安裝到中國兩個國家級超級計算中心之一的天津中心,向國內外用戶提供超級計算服務。
“超級”猜想
離我們有多遠?
“超級計算機似乎只和科學研究聯系在一起。但事實上,在和大眾生活息息相關的各個領域,我們都可以看到超級計算機的身影。”中國科學院院士周興銘說。
“看得見”
———網絡服務。高性能服務器每秒鐘可以處理數千萬乃至數億次服務請求,及時提供用戶所需要的信息和服務,保證服務質量。
———天氣預報。天氣預報的結果,也是由超級計算機計算而來。目前世界最高水平可預報8天,我國為5至6天。從宇宙大爆炸起至今宇宙的年齡約為150億年,換算成秒大概是百萬萬億秒。如果每秒鐘做一次運算的話,相當于宇宙大爆炸起一直算到現在。
———生物制藥。以計算機模擬的手段,科學家可以在較短的時間內從幾十萬甚至幾百萬種化合物中篩選出有效的藥物化合物大大縮短了藥物研發的周期。
“離不開”
各種尖端的科學技術問題,都需要超級計算機的支撐,國民經濟中很多重要的產業也都已經離不開高性能計算機。
例如,波音飛機的外形設計過去一個型號要在風洞做3年的實驗,現在運用超級計算機后,設計周期縮短到了6個月。金融產品投資運用超級計算機計算是否盈利,能精確到幾分幾秒出手。
“想得到”
隨著超級計算機的服務能力的拓展,很可能會誕生一個龐大的巨型機服務產業,面向個人用戶提供服務。
比方說,未來的天氣預報可能進一步定時化,個人可以隨時詢問某個局部區域在某個特定時間段的天氣情況。
?“超級”數字
峰值性能每秒1206萬億次
全系統峰值性能為每秒1206萬億次,Linpack實測性能為每秒563.1萬億次。這意味著,“天河一號”計算一天,一臺配置Intel雙核CPU、主頻為2.5GHz的微機需要計算160年。
共享存儲總容量為1PB。按國內數字圖書館應用軟件的圖片格式PDG為例計算,如果平均每冊書大小約10MB的話,“天河一號”的存儲量相當于4個國家圖書館(藏書量為2700萬冊)之和,能夠為全國每人儲存一張大小接近1mb的照片。
“天河一號”由103臺機柜組成,每個機柜占地1.44平方米、高兩米、重1.5噸,系統總重量相當于19個神舟飛船。把通風等條件考慮在內,放置“天河一號”需要一個近千平方米的房間。
全系統包含6144個通用處理器(CPU)和5120個加速處理器(GPU),僅系統級軟件就有20多萬行代碼。按照每人每個小時寫20行代碼的速度,需要寫1萬小時。
互聯通信網絡的單根線傳輸速率為10Gbps,這是目前國際上最快的速率,相當于在“天河一號”計算機內部修了一條信息高速公路。
直接參與“天河一號”研發的科技人員有200多人,平均年齡為36歲。
“天河一號”目前投資為6億人民幣。從信息技術的發展速度預計,使用壽命預計為10年。
全系統運行情況下,每小時耗電1280度。能耗比即每瓦電創造的計算效能為4.3億次運算,與目前峰值性能排名世界第一的美國“走鵑”超級計算機相當。
?新華時評
“中國速度”的
巨大跨越
從百萬億次到千萬億次,這一堪稱“中國速度”的巨大跨越,與立足自主創新發展高技術的“中國道路”緊密相連。
自主創新的關鍵在于突破核心技術。“天河一號”的研制中,科研人員突破了7項關鍵技術,采用了全新的技術路線,從而實現了最佳的系統能效。這一實踐告訴我們,核心技術是創新能力的靈魂,誰掌握了核心技術,誰就獲得了整體技術進步的優先權。
自主創新的力量來自偉大的精神。作為世界高新技術領域的戰略制高點,超級計算機是體現一個國家科技競爭力和綜合國力的重要標志之一。科研人員以瞄準國家重大戰略需求為己任,用千萬億次超級計算機系統的成功,續寫了“銀河”事業新的輝煌。“銀河精神”已經與“兩彈一星精神”、“載人航天精神”等一起,成為中華民族偉大復興征程中不竭的前進動力。
自主創新的引擎在于可持續發展的人才團隊。200多名平均年齡36歲的科研人員,組成了“天河一號”的骨干。在科學的人才機制推動下,人才的智力優勢和團隊的整體攻關優勢得到了充分的發揮。一批批極富創造力的人才,永遠是我國高科技事業最寶貴的財富。
自主創新的加速器來自開放的心態。實事求是地借鑒國際上成熟的技術、與潛在用戶共同修訂數據、積極推進技術民用化,“天河一號”的研制成功,離不開一個開放合作的環境。投入使用后,“天河一號”將為國內外用戶提供高性能計算服務,“中國速度”愿為全人類的發展不斷加速。
同時,我們也應該冷靜地看到,我們與世界發達國家相比還存在一定差距,需要繼續加強基礎學科和基礎技術建設,在原始創新上取得更大的突破。
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本文標題：千萬億次超級計算機“天河一號”震撼面世
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