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最强大脑:“神威•太湖之光”超等计算机登顶TOP500榜首

分类:新闻摘要 作者:佐罗 评论:0 点击: 395 次 日期:2016-06-22

  出品:科普中国

  制作:中国科学院计算技巧研究所 张云泉

  幻彩宝宝科普创新公社 武瑞雪

  监制:中国科学院计算机网络信息中央

  北京时间6月20日,TOP500构造在法兰克福世界超算大会(ISC)上宣布了第47届世界超等计算机500强。国度超等计算无锡中央运营的“神威?太湖之光”超等计算机体系登顶榜单之首,成为世界上首台运算速率超过十亿亿次的超等计算机。此前,由我国国防科学技巧大学研制的“河汉二号”已创下“六连冠”的辉煌战绩,这也标记着我国超等计算机研制才能已位居世界先进程度。

  本届世界超算大会(ISC)上,“神威?太湖之光”勇夺TOP 500冠军头衔成为世界上最快的计算机,河汉二号力挫强敌守住第二名,中国超算上榜数量初次超越美国,可谓是拿奖拿到手软。

  那么,站在世界之巅的“神威?太湖之光”究竟“神”在哪里?此次染指TOP500榜首对于我国超算范畴开展又有怎样的意义?我们特邀参与了本次世界超算大会(ISC)中科院计算所张云泉研究员进行专题访问。

图1 “神威?太湖之光”染指TOP500榜首图1 “神威?太湖之光”染指TOP500榜首

  关于TOP500的冷知识

  本次中国超等计算机“神威?太湖之光”染指TOP500榜首,让无数中国人热血沸腾,相信很多人在激动的同时都会产生一个相同的问题,TOP500究竟是什么鬼?难道是超等计算机届的奥运会?

  其实,国际TOP500构造是一个具有较长历史的用于宣布寰球已安装超等计算机体系排名的威望机构,以超等计算机基准顺序Linpack测试值为序进行排名,每年宣布两次,其目的是促进国际超等计算机范畴的交流和合作,促进超等计算机的推广运用。张云泉先容说,TOP500世界超等计算机排行榜最早可由德国慕尼黑大学的汉斯教授在1993年发起,每年宣布两次,至今已有23年的历史,刚刚落幕的法兰克福世界超算大会(ISC)上已经是第47届。

  此外,TOP500排行榜的宣布场合也是国际威望。TOP500构造每年宣布两次超等计算机排名情况,分别是在德国举办的世界超算大会(ISC)和在美国举办的世界超算大会(SC),代表着超等计算机的国际程度,同时也是各国超等计算机范畴开展程度的标杆。

  除了历史悠久、宣布场合威望,TOP500排行榜采取的评审标准也是业界公认的威望标准,也就是根据超等计算机基准顺序Linpack测试值进行排序。张云泉解释说,Linpack现已经成为国际上最为流行的用于测试高机能计算机体系浮点机能的benchmark(基准点)。通过超等计算机求解N元一次稠密线性代数方程组的测试,从而评价高机能计算机的浮点机能。这也是一个公开客观的评审标准,其评审结果是得到业界广泛认可的。

  如果说奥运会是人类挑衅生理极限的平台,那么世界超算大会(ISC)则是人类借助计算机挑衅运算极限的阵地。所以,“神威?太湖之光”染指TOP500榜首也是对于中国超等计算机范畴开展成果的肯定,让中国制造再次登上了国际舞台。

图2 TOP500构造标记图2 TOP500构造标记

  三招“必杀技”:中国超算显神威

  超等计算机新科世界冠军——“神威?太湖之光”位于江苏省国度超等计算无锡中央,它是一套非常宏大的计算机体系,由四十余个高度集成的机柜组成,是名副其实的“最强盛脑”。那么,作为世界上最快的超等计算机,“神威?太湖之光”一举拿下TOP500冠军的过人之处有哪些?张云泉为我们进行了解读,“必杀技能”有三招。

  第一招——速率较量,唯快不破。张云泉表示,“神威?太湖之光”的峰值运算速率已经达到了每秒12.54亿亿次,其一分钟的计算才能相当于寰球72亿人口同时用计算器连续不间断计算32年,这是寰球第一台运转速率超过10亿亿次/秒的超等计算机。同时,其连续计算速率达到了每秒9.3亿亿次,是此前的世界冠军“河汉二号”的3倍,是现在世界上连续计算才能最强的超等计算机。在超等计算机基准顺序Linpack测试中,“神威?太湖之光”仅用4小时就完成了“河汉二号”20多个小时才能完成的运算任务。也就是说,“神威?太湖之光”的运算速率和计算才能都“完胜”此前的 “河汉二号”,这个世界冠军实至名归。

图3 “神威?太湖之光”机能参数图3 “神威?太湖之光”机能参数

  第二招——最强盛脑,中国芯。“神威?太湖之光”之所以拥有世界最快运转速率,当然还要归功于其强盛的硬件支持。张云泉先容说,超等计算机主要是依靠提高并行度和设备的范围来晋升计算速率,“神威?太湖之光”拥有超过1000万个处理器核,远远超过河汉二号的300多万个,从而极大地晋升了其运算范围和并行度。更加令人振奋的是,“神威?太湖之光”是初次完全用“中国芯”制造的中国最强盛的超等计算机,此前“河汉二号”使用的是至强处理器和Xeon Phi协处理器。作为“最强盛脑”的“中国芯”,“申威26010”众核处理器这个只有5厘米见方的小小薄块,它集成了260个运算核心,数十亿晶体管,达到了每秒3万多亿次计算才能,单芯片计算才能相当于3台2000年寰球排名第一的超等计算机。40960个“中国芯”同时工作,让“神威?太湖之光”登上了世界计算巅峰。

图4 申威26010众核处理器图4 申威26010众核处理器

  第三招——绿色节能,又快又省。“神威?太湖之光”的功耗比达到了每瓦60.51亿次,在运转速率和连续计算才能均大幅晋升的同时,其功耗不升反降,成为世界上计算才能最强但是最绿色环保的超等计算机。张云泉表示,以前TOP500的超等计算机,其功耗都比较大,而“神威?太湖之光”的连续机能和功耗比两项均属世界排名第一,而且远远地大幅领先其他超等计算机,这也体现出我国在超等计算机研制范畴,不单单追求以“快”取胜,而且在自主可控、连续机能和绿色指标等综合机能方面都取得了突破性的进展,而且达到了新的高度。

  超算用途广:比名次更重要的是造福人类

  人类在体育竞技中,挑衅生理极限的同时,更多的是获得精神上的激励与鼓舞,而作为超等计算机范畴的“奥运会”,登顶TOP500榜首不是最终目的,造福人类才是“神威?太湖之光”的终极使命。

  超等计算机在能源、航天、生物制药等范畴已经有了丰富而卓有成效的运用,截至现在,国度超等计算无锡中央已经承接了国内30多个重大运用项目。其中,清华大学地球体系科学研究中央在“神威太湖之光”计算机体系上初次实现了百万核范围、高分辨率的地球体系数值模拟。截至现在,国度超等计算无锡中央已经承接了国内30多个重大运用项目。其中,清华大学地球体系科学研究中央在“神威太湖之光”计算机体系上初次实现了百万核范围、高分辨率的地球体系数值模拟。

  张云泉还先容说,2016年度戈登贝尔奖来自寰球的6个提名中,“神威太湖之光”就占了3个,分别涉及大气、海洋、材料三个范畴的运用。而戈登贝尔奖作为计算机高机能运用范畴的最高荣誉,一直有超算范畴的诺贝尔奖之称,“神威?太湖之光”的出现有望实现我国在这个奖项上零的突破。

图5 中科院计算所张云泉研究员图5 中科院计算所张云泉研究员

  超等计算机,被称为“国之重器”,超等计算属于战略高技巧范畴,是世界各国竞相角逐的科技制高点,也是一个国度科技实力的重要标记之一。自我国863计划实施以来,国度高度重视而且支持超等计算体系的研发,但由于基础薄弱起步较晚,在国际舞台中一直受制于人,美国更是在2015年宣布对我国禁售高机能处理器。而“中国芯”“申威26010”的问世,也成为我国自主研发打破30年技巧封锁的一柄利器。“神威?太湖之光”勇夺榜首,可以说为我国超等计算机范畴的开展打了一剂强心针。

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