超級計算機正在迎來快速發(fā)展時期，據(jù)研究機構(gòu)HyperionResearch預(yù)測，到2022年，全球超級計算機市場有望較2017年的規(guī)模翻番，達到95億美元。同時在大氣變化模擬、核聚變研究等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域研究，和人工智能、等新技術(shù)應(yīng)用中，超級計算機都在扮演越來越重要的地位。

在此背景下，從政府層面到我國相關(guān)技術(shù)企業(yè)，都越來越重視超算的落地應(yīng)用。今年5月，位于鄭州的國內(nèi)第七個國家超算中心獲得科技部批復(fù)籌建。

中國超算四十年發(fā)展之路

毋庸置疑，超級計算機已經(jīng)成為計算機產(chǎn)業(yè)國際競爭的標桿，它是實現(xiàn)科技創(chuàng)新的大國重器，是促進科技創(chuàng)新的重要信息基礎(chǔ)設(shè)施。

今年6月，國際超算大會（ISC2019）公布了新一期全球高性能計算機（HPC）TOP500榜單，中國境內(nèi)有219臺超算上榜，占全球的44%，排名世界第一。這也是2017年11月以來，中國超算上榜數(shù)量連續(xù)第四次位居第一。

神威·太湖之光

中國超算，走過篳路藍縷，終有霸榜成績?；厥字袊惆l(fā)展史，研制、創(chuàng)新、應(yīng)用發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有、從跟跑到領(lǐng)先的四十年“超常速”發(fā)展。

上世紀70年代，美國克雷公司推出了世界上首臺運算速度達每秒2.5億次的超級計算機，在航空航天等科技領(lǐng)域大展身手，各國隨機也著手研發(fā)超級計算機。當時，國際上對我國進行技術(shù)封鎖，我國的超算研發(fā)只能完全憑借自主。

1978年，我國啟動巨型計算機研制工程，由于技術(shù)基礎(chǔ)、生產(chǎn)工藝等都與先進國家存在巨大差距，把計算速度提升到每秒一億次，困難重重。

1983年， “銀河-Ⅰ”巨型計算機最終研制成功，中國成為世界上少數(shù)幾個能研制億次巨型機的國家。

2010年，“天河一號”首次摘下全球超級計算機500強榜單第一名。

近十年來，我國先后成立天津、深圳、濟南、長沙、廣州、無錫6家國家級超算中心，國家超級計算鄭州中心正在籌建中。 “天河一號”、“神威藍光”、曙光“星云”、“天河二號”、“太湖之光”等超級計算機先后登上世界頂級超算陣容。國家超算天津中心主任劉光明介紹：“中國超算累計拿了13次世界第一”。

六大國家級超算中心：

國家超級計算天津中心

國家超級計算天津中心是2009年5月批準成立的首家國家級超級計算中心，這里不僅部署有 “天河一號”超級計算機，還肩負著我國新一代百億億次超算“天河三號”研發(fā)的重任，這里構(gòu)建有超算中心、中心、電子政務(wù)中心和大數(shù)據(jù)研發(fā)環(huán)境。

在這里部署的“天河一號”超級計算機，曾位列2010年11月世界超級計算機TOP500排名第一，由國防科技大學(xué)與天津濱海新區(qū)聯(lián)合研制，采用CPU和GPU相結(jié)合的異構(gòu)融合計算體系結(jié)構(gòu)，是我國第一個千萬億次計算能力的超級計算機系統(tǒng)，

國家超級計算深圳中心

國家超級計算深圳中心于2009年11月16日正式啟動建設(shè)，并在2011年建成并投入運行。中心占地1.2萬平方米，建筑面積4.34萬平方米，其中機房樓1.2萬平方米，科研樓3.14萬平方米。中心變壓器總?cè)萘?1200KVA，由三路市電接入，同時配備由18臺UPS組成的不間斷電源系統(tǒng)和與總?cè)萘肯嗟鹊膫溆貌裼桶l(fā)電機組，電力持續(xù)供應(yīng)保證達99.999%。

中心購置曙光6000“星云”超級計算機，世界超級計算組織實測曙光6000超級計算機運算速度為1271萬億次/秒，曾排名世界第二，雙精度浮點處理性能超過了 2400萬億次/秒，系統(tǒng)總內(nèi)存容量232TB，存儲 17.2PB。主機系統(tǒng)所配備的各種大中型輔機設(shè)備共520多臺，智能化工程設(shè)備近3000多臺，20000多個模塊，設(shè)置20000個信息點。

國家超級計算長沙中心

國家超級計算長沙中心于2010年10月由科技部批準組建。2014年11月，國家超級計算長沙中心在湖南大學(xué)正式運營。中心占地43.25畝，擁有超算大樓、研發(fā)大樓兩棟建筑，總建筑面積約2.7萬平方米。

中心主機采用國防科技大學(xué)“天河”超級計算設(shè)備，全系統(tǒng)峰值計算性能1372萬億次，全系統(tǒng)內(nèi)存容量106TB，磁盤總?cè)萘?.43PB；圍繞人工智能和大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域，建有“天河﹒天馬”高性能集群系統(tǒng)，系統(tǒng)計算峰值能力超10PFlops (CPU +GPU)。

國家超級計算濟南中心

國家超級計算濟南中心于2011年3月正式啟動建設(shè)，當年10月27日落成揭牌并對外提供計算服務(wù)。2011年10月，經(jīng)國家權(quán)威機構(gòu)測試，濟南中心的神威藍光超級計算機系統(tǒng)持續(xù)性能為0.796PFlops（PetaFlops,千萬億次浮點運算/秒），LINPACK效率為74.4%，性能功耗比超過741MFlops/W(百萬次浮點運算/秒•瓦)。

2018年8月，神威E級超算原型機在國家超級計算濟南中心完成部署。該原型機硬件、軟件和應(yīng)用三大系統(tǒng)中，處理器、網(wǎng)絡(luò)芯片組、存儲和管理系統(tǒng)等核心器件全部為國產(chǎn)化。數(shù)據(jù)上，神威E級超算原型機的運算能力已達到“神威·藍光”的三倍，體積僅為后者的九分之一，能耗同比下降75％。

國家超級計算廣州中心

國家超級計算廣州中心坐落在廣州大學(xué)城中山大學(xué)東校區(qū)，總建筑面積42332平方米（地上5層，約32332平方米），其中機房及附屬用房面積約17500平方米。中心業(yè)務(wù)主機是“天河二號”超級計算機系統(tǒng)，由國防科技大學(xué)研制。“天河二號”一期系統(tǒng)峰值計算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計算速度每秒3.39億億次、能效比每瓦特秒19億次雙精度浮點運算。天河二號擁有約17920個計算節(jié)點，每節(jié)點配備兩顆Xeon E5系列12核心的中央處理器、三個Xeon Phi 57核心的協(xié)處理器（運算加速卡），總內(nèi)存容量約1.4PB，全局存儲總?cè)萘考s12.4PB。

自2013年研制成功以來，“天河二號”在超級計算機500強排行榜上連續(xù)六次排名世界第一，成為世界超算史上第一臺連續(xù)六次奪冠的超級計算機，打破超算領(lǐng)域世界紀錄；同時在更能代表實際應(yīng)用性能的HPCG排行榜上獲得了自該榜單設(shè)立以來的“五連冠”。

國家超級計算無錫中心

2016年6月20日，國家超級計算無錫中心啟動。國家超級計算無錫中心擁有世界上首臺峰值運算性能超過每秒十億億次浮點運算能力的超級計算機——“神威·太湖之光”。“神威·太湖之光”超級計算機以每秒12.5億億次的峰值計算能力以及每秒9.3億億次的持續(xù)計算能力，連續(xù)四次登頂全球超級計算機500強榜首。

其運算系統(tǒng)全面采用了由國家高性能集成電路設(shè)計中心通過自主核心技術(shù)研制的國產(chǎn)“申威26010”眾核處理器。“神威·太湖之光”也是我國第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界排名第一的超級計算機。

目前，依托國家級超算中心建設(shè)，在國家和地方的協(xié)同支持下，中國超算事業(yè)發(fā)展進入了快車道。除國家力量外，當前人工智能等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)出于業(yè)務(wù)需要，也投入到超算的發(fā)展建設(shè)中來。

AI有三大要素：算法、大數(shù)據(jù)和計算力。如果人工智能是一輛車，那么算法就像發(fā)動機，大數(shù)據(jù)則是燃料，而計算力就是車輪，驅(qū)動AI前進。在大數(shù)據(jù)、大模型、多任務(wù)的環(huán)境下，超算的強大計算能力可以支持人工智能的發(fā)展。

曠視CEO印奇曾在接受采訪時表示，對于AI企業(yè)，算力就像當年的存儲一樣，無論擴展的多快，都會被消耗掉，需要不斷去投入。未來的算力還需要更多，因此當前諸多人工智能企業(yè)已經(jīng)或計劃開始在全國多地建設(shè)人工智能超算平臺。

工信部提出，我國將以應(yīng)用為導(dǎo)向，突破大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，特別是加快高性能計算、大數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)等能力提升?？梢灶A(yù)見，隨著我國超算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勢必將帶動我國科技領(lǐng)域及大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的研發(fā)進步，讓計算力向更多行業(yè)應(yīng)用“賦能”，推動經(jīng)濟發(fā)展。

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