【解码】中国超级计算机重返世界之巅

国防科技大学研制的天河二号超级计算机系统 新华社记者 龙弘涛 摄

    天河二号超级计算机系统是国家科技部“十二五”８６３计划信息技术领域“高效能计算机研制”重大项目一期工程取得的标志性成果。２０１３年６月１７日，世界超级计算机ＴＯＰ５００组织在德国莱比锡举行的２０１３国际超级计算大会上，正式发布了第４１届世界超级计算机５００强排名，天河二号超级计算机系统以峰值计算速度每秒５．４９亿亿次、持续计算速度每秒３．３９亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首。这是继２０１０年国防科大研制的天河一号首次夺冠后，我国超级计算机再次登上世界超算之巅。

　　从数据看全球超级计算机

　　６月１７日，国际ＴＯＰ５００组织公布了全球超级计算机５００强排行榜最新榜单，以下是该榜单的一些重要数据：

　　１、前五名分别为，中国“天河二号”（运算速度为每秒３３.８６千万亿次）、美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”（每秒１７.５９千万亿次）、美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的“红杉”（每秒１７.１７千万亿次）、日本理化研究所的“京”（每秒１０.５１千万亿次）、美国阿尔贡国家实验室的“米拉”（每秒８.５９千万亿次）。

　　２、中国大陆本次进入５００强的超级计算机有６５个，而前两次分别是６８个和７２个。中国大陆超级计算机入围的数量超过日本、英国、法国和德国，排在美国之后位居第二。

　　３、美国在超级计算机数量方面占据绝对优势，本次上榜２５３个，而上次是２５０个；欧洲上榜从１０５个升至１１２个，其中英国２９个、法国２３个、德国１９个；亚洲上榜从１２３个降至１１８个，除了中国大陆的６５个外，日本有３０个，比上次少两个。

　　４、本次榜单有２６个超级计算机运算速度超过千万亿次，而上次的榜单是２３个。

　　５、本次登榜超级计算机的最低运算速度为每秒９６.６万亿次，而上次为每秒７６.５万亿次。本次入围的最后一名在上次榜单还能排第３２０名左右。

　　６、本次全部５００强的运算速度总和为每秒２２３千万亿次，而上次为每秒１６２千万亿次。

　　超级计算机能做什么？

　　超级计算是解决国家经济建设、社会发展、国防建设等领域一系列重大挑战性问题的重要手段，早已成为世界各国争夺的一个战略制高点。这些依赖超级计算机解决的挑战性问题包括：

　　交通工具制造：超级计算机可用来认识和改进汽车、飞机或轮船等交通工具的空气／流体动力结构、燃料消耗和防撞强度，并帮助减少噪音，提高乘坐者舒适度。

　　气候问题：借助超级计算机建模预测气候变化，防范和减轻气候变化带来的破坏。

　　生物信息：从基因学的数据密集型研究到细胞网络模拟和大规模系统建模，超级计算机将帮助寻找疾病治疗的革命性方法。

　　地震监测：超级计算机对地震的模拟将帮助我们探索地震预测新方法，通过预警减少地震人财物伤亡和损失的风险。

　　地球科学：地球物理学涉及大量数据处理和模拟，超级计算机在石油勘测等方面具有潜在和巨大的经济效益。

　　天体物理：超级计算机模拟是天体物理学的基础，通过模拟时间进程并加速，可对天体演变进行建模和理论试验。

　　公共健康：超级计算机可对影响社会的健康和安全事件进行模拟，为可能发生的大规模污染和灾难等提出应对措施和规划。

　　材料科学：基于对物质和能量的密集计算模拟，或许能发现具有很高经济效益的物质和反应。

　　人类／组织系统研究：宏观经济学和社会动力学的研究同样需要超级计算机，比如对大量人口行为进行模拟。

　　中国超级计算机的发展中国超级计算机的发展

    １９８３年，中国第一台被命名为“银河”的亿次巨型电子计算机历经５年研制在国防科技大学诞生。它的研制成功向全世界宣布：中国成了继美、日等国之后，能够独立设计和制造巨型机的国家。

    １９９２年，国防科技大学研制出银河－ＩＩ通用并行巨型机，峰值速度达每秒１０亿次，主要用于中期天气预报。

    １９９３年，国家智能计算机研究开发中心（后成立北京市曙光计算机公司）研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路的通用微处理器芯片和标准ＵＮＩＸ操作系统设计开发的并行计算机。

    １９９５年，曙光公司又推出了曙光１０００，峰值速度达每秒２５亿次浮点运算，实际运算速度上了每秒１０亿次浮点运算这一高性能台阶。曙光１０００与美国Ｉｎｔｅｌ公司１９９０年推出的大规模并行机体系结构与实现技术相近，与国外的差距缩小到５年左右。

    １９９７年，国防科技大学研制成功银河－ＩＩＩ百亿次并行巨型计算机系统，峰值性能为每秒１３０亿次浮点运算。>>