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3d胆码预测:中国超级计算机10年提速5000倍

来源: 作者: 时间:2013-06-19

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 中国天河二号17日成为全球运算速度最快的计算机。“速度不是唯一。我们追求的是用更好、更快的超级计算机为创新型国家建设和人类文明进步做出贡献的‘超算梦’。”国防科大校长杨学军说,“这是‘中国梦’的一部分,也是实现‘中国梦’的助推器。”

  国家战略打造梦想舞台

  Top500这项全世界最具权威的超级计算机“比赛”,在很大程度上显示着一个国家信息领域的科技创新能力。

  2010年11月之前,出现在第一名位置上的只有美国和日本的机器,直到天河一号为中国摘得首枚超算“金牌”。不到8个月,日本的“京”超级计算机取代天河一号夺冠。此后,美国研制的“红杉”“泰坦”先后问鼎世界最快计算机。

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  与此前排名世界第一的“泰坦”相比,天河二号性能是它的两倍。与天河一号相比,天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上,而执行相同计算任务的耗电量只有前者的三分之一。

  中国科学院超级计算中心主任迟学斌的统计表明,最近10年,美国超级计算机性能提升了500倍,中国超级计算机性能则提升了5000倍。这不仅标志着中国超算综合实力领先,更意味着中国超算的发展速度和发展潜力已经进入世界领先行列。

  天河一号问世那天起,天河二号的攻关就开始了。杨学军说:“在对国际高性能计算发展趋势进行分析后,我们瞄准亿亿次级机器的研制,决心在引领世界超算发展中做出新的贡献。”

  “长时间落后的中国超算能在今天达到国际先进水平,离不开团队超常的付出。”国防科大政治委员王建伟说,“他们是世界上最勤奋的科学家。”

  两次把中国超级计算机托举上世界之巅的“天河”团队仅280人,全年休假只有春节期间的三天。

  天河二号工程新闻发言人李楠说,国防科大计划在2015年研制出十亿亿次计算机,在2020年前后研制出百亿亿次计算机。

  目前,相关预研工作已经展开。

  自主创新凝就梦想力量

  天河二号的系统存储总容量相当于600亿册每册10万字的图书。假设每人每秒钟进行一次运算,天河二号运算一小时,相当于13亿人同时用计算器算上1000年。

  作为我国当前主频最高的新一代高性能通用CPU——“飞腾-1500”构成了天河二号的服务阵列,约占全部CPU的八分之一。李楠坦陈,国产CPU与国际上最好的CPU尚有差距,同时出于软件兼容性的需要,这台机器目前还无法完全使用国产CPU。

  在CPU、应用软件等“短板”领域奋力追赶的同时,更多“中国创造”已经走向“中国领先”。

  “体系结构是超级计算机的筋骨。我们在技术路线和关键技术上走出了一条全新的路子,引领了国际潮流。”天河二号总设计师廖湘科说。

  独具匠心的“CPU+GPU异构融合体系”,在天河一号中获得成功。今天,这种结构已被国际上很多超级计算机采用。

  这一次,中国设计师们再辟蹊径,又为国际公认的异构体系引入了新的成员:天河二号出人意料地没有继续使用GPU,而是用被称为MIC的英特尔部件作为加速器。

  这一被称为“新型异构多态体系结构”的全新搭配方式不仅大大提高了机器的计算速度,还将天河二号的应用从科学计算拓展至高效大数据处理、高吞吐率和高安全信息服务等多个领域。

  广阔应用实现梦想图景

  在美国田纳西大学教授杰克·唐加拉眼里,超级计算机是可以预知未来的水晶球。

  中国的“水晶球”不仅为科学家们搭建了研究大科学、大工程、大数据等挑战性问题的平台,也承担着对接日常信息需求、提升产业创新能力的职责。

  ——回溯地球上的气候变迁历史,天河一号可以模拟2000年前的变化,天河二号则可以模拟到5000年前甚至更远。

  ——电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时一年多完成。如果用天河二号,仅用1个月就可制作出与《阿凡达》动染效果相当的影片。

  ……

  作为广州超级计算中心的主机,天河二号将在2013年下半年安装交付。

  两年前开始在国家超级计算天津中心运行的天河一号,至今已有600多家用户。中心主任刘光明介绍说,天河二号研制成功后,很多老用户迫不及待地提出新的使用申请。

  为石油勘探、海洋环境探测等多领域用户提供计算能力的同时,天津中心还与欧盟相关研究机构联合开展了基于天河一号核心技术的并行计算技术研究。

  国防科大计算机学院政委刘学民说:“我们期待与全世界的科学家开展更多合作,共同为全球性问题探索解决方案。” 新华社记者 白瑞雪 吴建军 司宏伟(据新华社长沙6月17日电)

  “天河二号”能做什么

  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。

  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: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。

  地震监测:超级计算机对地震的模拟帮助探索地震预测新方法。

  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。

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