神威·太湖之光超級計算機

超級計算機，被稱為“國之重器”，超級計算屬於戰略高技術領域，是世界各國競相角逐的科技制高點，也是一個國家科技實力的重要標誌之一 ^[3]  。

神威·太湖之光超級計算機作為國家863計劃信息技術領域重大項目支持的課題之一，2014年由科技部立項，科技部的要求是建成全球一流的超級計算機和全球一流的超算中心 ^[4-5]  。

神威·太湖之光超級計算機由40個運算機櫃和8個網絡機櫃組成。每個運算機櫃比家用的雙門冰箱略大，打開櫃門，4塊由32塊運算插件組成的超節點分佈其中。每個插件由4個運算節點板組成，一個運算節點板又含2塊“申威26010”高性能處理器。一台機櫃就有1024塊處理器，整台“神威·太湖之光”共有40960塊處理器 ^[6]  。

1.峯值性能12.5億億次每秒 ^[19] 

2.持續性能9.3億億次每秒 ^[19] 

3.性能功耗比6051MFlops/W ^[6] 

2016年6月20日，德國法蘭克福國際超算大會（ISC）公佈了新一期全球超級計算機TOP500榜單，由國家並行計算機工程技術研究中心研製的“神威·太湖之光”以超第二名近三倍的運算速度奪得第一 ^[6]  。

2016年11月14日，新一期全球超級計算機500強（TOP500）榜單，中國“神威·太湖之光”以較大的運算速度優勢輕鬆蟬聯冠軍。算上此前“天河二號”的六連冠，中國已連續4年佔據全球超算排行榜的最高席位 ^[7]  。

2017年6月19日，在德國法蘭克福召開的I SC2017國際高性能計算大會上，“神威·太湖之光”超級計算機以每秒12.54億億次的峯值計算能力以及每秒9.3億億次的持續計算能力，再次斬獲世界超級計算機排名榜單TOP500第一名 ^[8]  。

2017年11月13日，新一期全球超級計算機500強榜單發佈，中國超級計算機“神威·太湖之光”和“天河二號”連續第四次分列冠亞軍，且中國超級計算機上榜總數又一次反超美國，奪得第一 ^[9]  。

2018年11月12日，新一期全球超級計算機500強榜單在美國達拉斯發佈，中國超算“神威·太湖之光”位列第三名 ^[10]  。

2020年6月，全球超級計算機Top500榜單公佈，神威·太湖之光排名第四 ^[11]  。

2021年，最新一期的全球超級計算機500強榜單公佈，中國超級計算機“神威·太湖之光”，本次排名第四位。 ^[16] 

2023年，最新的全球超級計算機500強榜單公佈，中國超級計算機“神威·太湖之光”，本次排名第七位。 ^[20] 

以清華大學為主體的科研團隊首次實現了百萬核規模的全球10公里高分辨率地球系統數值模擬，將全面提高中國應對極端氣候和自然災害的減災防災能力；國家計算流體力學實驗室對“天宮一號”返回路徑的數值模擬將為“天宮一號”順利回家提供精確預測；上海藥物所開展的藥物篩選和疾病機理研究，大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的藥物設計進度 ^[6]  。

2016年11月18日凌晨4：20時許（北京時間），2016年度“戈登·貝爾”獎的謎底終於在美國鹽湖城舉行的國際超算大會（SC16）上揭曉。中科院軟件所楊超研究員與清華大學副教授薛巍、付昊桓等人聯合北師大組成的研究團隊憑藉在“神威·太湖之光”上運行的“全球大氣非靜力雲分辨模擬”應用一舉摘得該項錦標。此次全球共有6項應用成果入圍“戈登·貝爾”獎最終提名，其中3項都是依託“神威·太湖之光”完成的。其餘2項應用分別為國家海洋局海洋一所與清華大學合作的“高分辨率海浪數值模擬”和中科院網絡中心的“鈦合金微結構演化相場模擬” ^[12]  。

2016年7月15日，吉尼斯世界紀錄大中華區總裁羅文在北京向國家超級計算機無錫中心主任楊廣文頒發吉尼斯世界紀錄認證書，宣佈中國自主研製的超級計算機“神威·太湖之光”是“運算速度最快的計算機” ^[13]  。

神威·太湖之光”超級計算機在成果應用上也取得了重大進展。在試運行期間，清華大學、北京大學、中科院軟件所、中船重工702所、國家計算流體力學實驗室等三十多家用户單位，在天氣氣候、航空航天、海洋科學、新藥創制、先進製造、新材料等領域，與超算無錫中心建立了應用合作關係。其中，有三個在“神威·太湖之光”超級計算機上開展的應用課題榮獲“戈登貝爾獎”提名。設立於1987年的“戈登貝爾獎”，被喻為計算機高性能應用領域的“諾貝爾獎”。這是中國人在國產超級計算機上的應用課題首次入圍“戈登貝爾獎”，這一重大突破標誌着中國超級計算機的應用能力也達到了世界先進水平。 ^[14]  。

當地時間2022年5月30日，國際超算組織“TOP500”發佈的榜單顯示，美國最新推出的E級（每秒浮點運算百億億次）超算“Frontier”成功登頂全球，連續兩年“霸榜”的日本超算“富嶽”排名落到第二，芬蘭新部署的超算“LUMI”擠進前三，成為歐洲超算領域的代表。 ^[18] 

中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張雲泉表示，“神威·太湖之光”是國內第一台全部採用國產處理器構建的世界第一的超級計算機。它是根據國家科技部863計劃研製的，研製週期用了接近3年，但之前的預研時間無法估算。“其實，我們在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠軍的能力，但當時出於保密考慮一直沒有對外發布。 ^[15]  ”

對於中國超算的國產化情況，張雲泉介紹説，按照評估，“天河”系列的國產化程度是70%左右，濟南超算中心的“神威藍光”超級計算機能達到85%以上，“神威·太湖之光”的處理器則是全國產的 ^[15]  。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室副主任西蒙稱，“中國已在這場比賽中大幅領先”。超級計算機系統的每一部件均在中國本土製造意義重大。該實驗室是超級計算機的主要用户，協助編制全球超級計算機500強名單。“TOP500”網站評論説，“神威·太湖之光”的性能結束了“中國只能依靠西方技術才能在超算領域拔得頭籌”的時代 ^[15]  。

《華爾街日報》20日稱，“憑藉一套搭載本土自主研發處理器芯片的世界一流超級計算機系統，中國鞏固了在這一計算機最高領域的領導地位。神威·太湖之光”是中國首台未使用美國芯片技術且運行速度排名世界第一的計算機。“此前位列第一的‘天河二號’使用了英特爾公司研發的芯片，去年出台的一項美國出口禁令使該系統未能獲得升級所需芯片。 ^[15]  ”

正如《華爾街日報》所説，中國863計劃持續支持超級計算系統的研發，但在處理器設計製造方面，相當一段時間都不能擺脱受制於人的局面 ^[15]  。

2015年4月，美國商務部發佈公告，決定禁止向中國4家國家超級計算機機構出售“至強”（XEON）芯片。當時張雲泉在接受《環球時報》專訪時表示，禁售短期內可能造成“天河二號”升級計劃拖延，但長期來看“是倒逼中國推進超算國產化戰略的重要機遇” ^[15]  。

專家的話可謂一語中的。時隔一年，張雲泉20日再次接受《環球時報》採訪時，他對國產處理器發展得這麼快、並且奪得世界冠軍充滿感慨。他表示，美國的芯片禁運反而縮短了中國的研製週期，使我們搞出了完全自主的高性能處理器和完全自主可控的超級計算機，“西方的芯片禁運對中國可謂利大於弊” ^[15]  。