■首臺全國產(chǎn)CPU和系統(tǒng)軟件的千萬億次計算機

　　■主存儲器容量150TB

　　■峰值運算相當(dāng)于20萬臺普通個人計算機

　　《2011年中國高性能計算機TOP100排行榜》近日發(fā)布，排名第二的“神威藍光”由于全部采用國產(chǎn)CPU引發(fā)外界強烈關(guān)注?！吧裢{光”獲得科技部863計劃支持，由國家并行計算機工程技術(shù)研究中心制造，于2011年9月安裝于國家超算濟南中心，全部采用我國自主設(shè)計生產(chǎn)的16核CPU(申威1600)，系統(tǒng)共8704個CPU，峰值每秒1.07016千萬億次浮點運算，持續(xù)每秒0.796千萬億次浮點運算，線性系統(tǒng)軟件包測試效率74.37%，總功耗1074千瓦。

　　超級計算機通常是指由成千上萬甚至更多個處理器(核)組成，能勝任普通PC機和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜計算課題的計算系統(tǒng)。處于信息技術(shù)前沿的超算，一直是國家的重要戰(zhàn)略資源，對國家安全、經(jīng)濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。

　　長期以來，把握超算領(lǐng)先技術(shù)的西方國家，對包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家實行了嚴(yán)格的管制，只容許這些國家的計算能力達到國際水平的數(shù)百分之一。我國的超算研制起步于上世紀(jì)60年代，經(jīng)過幾十年不懈努力，已取得豐碩成果?！般y河”、“神威”、“曙光”、“深騰”等一批國產(chǎn)高端計算系統(tǒng)的出現(xiàn)，使我國成為繼美國、日本之后，第三個具備獨立研制高端計算系統(tǒng)能力的國家。1983年研制成功“銀河”億次巨型計算機，使我國成為能研制巨型機的少數(shù)幾個國家之一。

　　“中國芯”引關(guān)注，外國專家驚嘆水冷系統(tǒng)

　　10月27日，國家超級計算濟南中心正式揭牌。我國首臺全部采用國產(chǎn)CPU和系統(tǒng)軟件構(gòu)建的千萬億次計算機系統(tǒng)建成，這標(biāo)志著我國成為繼美國、日本之后第三個能夠采用自主CPU構(gòu)建千萬億次計算機的國家。該中心也成為科技部批準(zhǔn)成立的全國3個千萬億次超級計算中心之一。

　　“神威藍光”的問世，再次引發(fā)業(yè)界強烈關(guān)注，這個超算系統(tǒng)有哪些特別之處?又有哪些亮點?記者就此采訪了業(yè)界相關(guān)專家。

　　中國科學(xué)院軟件研究所研究員、中國計算機學(xué)會高性能計算專委會秘書長張云泉介紹，“神威藍光”擁有四大亮點：一是全部采用國產(chǎn)CPU，是我國歷史上首臺全部采用國產(chǎn)CPU的千萬億次超級計算機;二是穩(wěn)定性較好，測試Linpack全過程9個多小時無故障，測試三次就能出一個Linpack測試結(jié)果;三是讓外國專家感到“吃驚”的水冷系統(tǒng)——通過水在冷板內(nèi)部的封閉水循環(huán)帶走主板熱量，幾乎不損耗水且無噪音，先進環(huán)保;四是高密度封裝，一個機倉可裝入1024個CPU，千萬億次規(guī)模僅需要9個這樣的機倉就可以輕松實現(xiàn)。

　　“‘神威藍光’就像一個很乖的‘寶寶’，睡覺從不打呼嚕?！睆堅迫χf，“當(dāng)時旁邊放著一臺國外處理器搭建的超算，噪音就很大，對比很鮮明?！睘槭裁磿]有噪音?國家超級計算濟南中心主任顧衛(wèi)東告訴記者，那是因為“神威藍光”的液冷系統(tǒng)發(fā)揮作用，“就像三明治夾心，水冷板被緊緊地夾在兩塊CPU板中間，無縫同步散熱，所以盡管CPU高速運行，卻聽不見風(fēng)扇的噪音?！?/p>

　　“神威藍光”主存儲器容量150TB，相當(dāng)于6個國家圖書館藏書量，每秒峰值運算可達1.07千萬億次，用顧衛(wèi)東的話來說，這“相當(dāng)于20萬臺普通PC(個人計算機)，且功耗極低”。打破國際壟斷，超算核心部件實現(xiàn)自主可控“中國芯”是“神威藍光”的核心意義所在。

　　張云泉坦言：“如果高速網(wǎng)絡(luò)和CPU這兩個超級計算系統(tǒng)的核心部件我們都能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化，就意味著我們的超算實現(xiàn)了自主可控?！裢{光’的出現(xiàn)使得我國成為繼美、日之后第三個能夠采用自主CPU構(gòu)建千萬億次計算機的國家。下一步我們要繼續(xù)加大投資，支持研發(fā)，一代代超算做下去，加上我們的成本優(yōu)勢，相信我們的競爭力會越來越強，未來甚至有希望實現(xiàn)國際出口。”

　　“掌握核心技術(shù)對于打破國際壟斷，增強國家綜合實力，提高人民生活質(zhì)量有重大意義?！闭劦竭@一點，北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所資深并行專家袁國興很是感慨，“現(xiàn)在國外對核心科技保護得很厲害，好的計算機是不會賣給我們的。我們有了自主研發(fā)的能力，就不用再受制于人了?！?/p>

　　“這無疑具有劃時代的意義?！眹?63計劃“高性能計算機及其核心軟件”重大專項總體組組長錢德沛教授用手重重地比劃了一下說。但他也同時強調(diào)，在目前這個國際分工各展其長、各取所需的時代，不必太過強調(diào)“國產(chǎn)化”，從長遠來看，以國產(chǎn)核心技術(shù)為依托，自主研發(fā)出成熟的、擁有源代碼并形成良性產(chǎn)業(yè)鏈的操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，軟硬結(jié)合，互相促進，國產(chǎn)高性能計算機才能擺脫過去長期存在的“大機器、小應(yīng)用”的尷尬境遇。

　　重在實際應(yīng)用，中國超算還有相當(dāng)長的路要走，“超級計算機能做什么?”是老百姓問的最多的問題。

　　“用途太多了，”顧衛(wèi)東向記者介紹說，作為經(jīng)濟總量居全國前列的山東省，經(jīng)濟社會發(fā)展迅速，隨著“山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)”和“黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)”兩大國家發(fā)展戰(zhàn)略的實施，山東省在生物醫(yī)藥、海洋產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代制造業(yè)等重點產(chǎn)業(yè)對超級計算都有非常迫切的需求。為促進“神威藍光”千萬億次系統(tǒng)的應(yīng)用，目前山東省已設(shè)立“山東省超級計算科技專項”。

　　“雖然從直接運營情況來看，超算解決的多是大的挑戰(zhàn)性問題，其高端應(yīng)用也確實局限于某些特定領(lǐng)域，但不能否認(rèn)，超算與老百姓的生活也是緊密聯(lián)系的。天氣預(yù)報、汽車飛機的優(yōu)化設(shè)計、支撐網(wǎng)絡(luò)游戲的信息服務(wù)、電影特效、現(xiàn)代物流等，這些其實都是咱老百姓生活中必須要面對的問題?！卞X德沛教授指出。

　　談到下一步的應(yīng)用規(guī)劃，張云泉認(rèn)為，經(jīng)過對“天河一號A”一年多的開放運行測試及“神威藍光”的問世，我國在超算應(yīng)用軟件的研發(fā)方面取得了不少新進展，大規(guī)模并行應(yīng)用軟件的研發(fā)水平在逐步提高?！跋乱徊轿覀兿Ｍ麑?yīng)用的效果做扎實，看能否利用超算模擬出重要的科學(xué)突破，發(fā)現(xiàn)新規(guī)律，解決更多關(guān)系國計民生的重大問題?！?/p>

　　張云泉同時強調(diào)，我國超算發(fā)展很快，目前國家正加大科技投入力度解決應(yīng)用短板的問題，各地超算中心也在進行自己的超算布局和發(fā)展規(guī)劃，這次排行榜中，“天河一號A”、“神威藍光”、“天河一號A—HN”和“星云”等都是在國家超算中心安裝的，可見“對超算的總體布局已經(jīng)初步顯現(xiàn)出效果”，但這個過程需要冷靜，一定要結(jié)合本地的實際情況，形成良性循環(huán)的發(fā)展模式，而不只是滿足于追求排行榜的好名次。

　　袁國興指出，“神威藍光”CPU(申威1600)主頻0.975—1.2GHz，落后美國IBMPower依然很多，無論是在硬件發(fā)展，還是系統(tǒng)、應(yīng)用軟件研發(fā)和投資匹配，編程環(huán)境，超算“高效能”等問題上，我們都還有相當(dāng)長的路要走。

　　“我國超算的硬件水平已經(jīng)躋身世界前列，系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的跟進尤為迫切，而這需要政府與科研多股力量的合力推動。只有通過持續(xù)的努力，才能獲得理想的效果。簡而言之，我們還有相當(dāng)長的路要走?！辈稍L的最后，錢德沛教授意味深長地說。