當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月17日上午，北京時(shí)間6月17日下午，德國(guó)東部城市萊比錫舉行的2013國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，世界超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500組織正式發(fā)布了第41屆世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排名榜，國(guó)防科技大學(xué)研制的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)，以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的優(yōu)異性能位居榜首。中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)繼“天河一號(hào)”之后，第二次登上了世界第一的寶座。它向全世界宣告：“天河二號(hào)”成為當(dāng)今世界運(yùn)算速度最快、綜合技術(shù)領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算機(jī)，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)研制水平繼續(xù)處于世界領(lǐng)先行列。
而這臺(tái)世界上最快的計(jì)算機(jī)，預(yù)計(jì)將于今年10月安裝交付給中大大學(xué)城校區(qū)的廣州超算中心使用。作為廣州今年“一號(hào)工程”，廣州超算中心也將于今年下半年正式落成。
2015年“天河二號(hào)”速度將提升到10億億次
2007年，廣州市第一次提出構(gòu)建超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的規(guī)劃，2012年3月，國(guó)防科大與廣東省、廣州市、中山大學(xué)正式簽署合作協(xié)議，通過(guò)軍民融合式發(fā)展，共建廣州超算中心，根據(jù)協(xié)議，國(guó)防科大先期配屬了一臺(tái)“天河一號(hào)”340萬(wàn)億次機(jī)型，讓廣州科技工作者“練練手”，之后再將最新型號(hào)的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)配屬?gòu)V州使用。
同時(shí)，在先期技術(shù)攻關(guān)基礎(chǔ)上，2011年11月25日，廣東省政府、廣州市政府、國(guó)防科技大學(xué)、中山大學(xué)簽署了共建廣州超級(jí)計(jì)算中心的戰(zhàn)略合作協(xié)議，聯(lián)合申報(bào)了國(guó)家“十二五”863計(jì)劃高效能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制項(xiàng)目，最終獲科技部批復(fù)同意立項(xiàng)。“天河二號(hào)”的攻關(guān)戰(zhàn)役正式打響。
兩個(gè)月之后，廣州超級(jí)計(jì)算中心在中山大學(xué)揭牌，由國(guó)防科技大學(xué)提供的一套340萬(wàn)億次的天河先導(dǎo)系統(tǒng)隨即開(kāi)通，投入應(yīng)用。國(guó)家科技部、廣東省和廣州市的大力支持，為“天河二號(hào)”的研制注入了強(qiáng)勁動(dòng)力，使研制工作邁入“快車(chē)道”。
此后，廣大科研人員以只爭(zhēng)朝夕的精神奮力攻關(guān)，突破了一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，于今年5月將運(yùn)算速度達(dá)到5.49億億次的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)在世人面前，這臺(tái)大家伙也將于今年下半年正式抵達(dá)廣州，屆時(shí)位于大學(xué)城的超算中心也將正式落成，迎接“天河二號(hào)”的到來(lái)。
按照計(jì)劃，此次交付僅是一期工程，而廣州超算中心的“天河二號(hào)”還將通過(guò)后續(xù)工作，逐步提升其性能和運(yùn)算速度，2015年將運(yùn)算速度提升至10億億次。
番禺、南沙等地建分中心
“天河二號(hào)”作為廣州超算中心的主機(jī)，在計(jì)算規(guī)模、計(jì)算精細(xì)度和計(jì)算效率等方面已大大超過(guò)“天河一號(hào)”，盧澤新表示，以500人規(guī)模的全基因組信息關(guān)聯(lián)性分析為例，華大基因利用自有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需1年時(shí)間，利用“天河二號(hào)”只需3個(gè)小時(shí)。
據(jù)了解，目前整個(gè)珠三角以及港澳地區(qū)，均有大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。以廣州地區(qū)為例，共有規(guī)模以上醫(yī)藥企業(yè)76家，產(chǎn)值近120億元，均擁有極高的藥理試驗(yàn)性數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。而廣州還將在番禺南沙等地，建立超算分中心，利用光纖與位于大學(xué)城的主中心鏈接，更貼近的滿(mǎn)足企業(yè)實(shí)時(shí)運(yùn)算需求。
中大成立國(guó)內(nèi)首個(gè)超級(jí)計(jì)算學(xué)院
“超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行和應(yīng)用，目前最亟需的還是專(zhuān)業(yè)人才，國(guó)內(nèi)真正懂的并不多?！敝猩酱髮W(xué)校長(zhǎng)助理夏亮輝介紹，目前，中山大學(xué)已經(jīng)為培養(yǎng)超算人才成立了國(guó)內(nèi)首家超級(jí)計(jì)算學(xué)院、超算研究院和大數(shù)據(jù)研究院等三個(gè)機(jī)構(gòu)。30名超算碩士今秋入學(xué)。
中大超級(jí)計(jì)算學(xué)院，是國(guó)內(nèi)首個(gè)超級(jí)計(jì)算學(xué)院。目前已招收30位研究生，9月份將入校讀書(shū)。根據(jù)規(guī)劃，中大超級(jí)計(jì)算學(xué)院以超算領(lǐng)域的本科生和研究生培養(yǎng)為主，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究并重。這意味著在不遠(yuǎn)的將來(lái)，在高考填報(bào)志愿時(shí)考生就可報(bào)考超算的本科專(zhuān)業(yè)。
據(jù)了解，首批30名超算碩士就來(lái)自生物、醫(yī)藥、海洋工程等多個(gè)專(zhuān)業(yè)?！昂芏鄬W(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)很強(qiáng)，但不懂超算的應(yīng)用，學(xué)院希望解決這個(gè)問(wèn)題”，夏亮輝說(shuō)，這30名研究生中有諸如生物制藥、海洋技術(shù)等專(zhuān)業(yè)的研究生，他們可在學(xué)習(xí)期間接受超算方面的培訓(xùn)?！拔覀冇幸馔怀隽私徊鎸W(xué)科，比如為了推廣生物制藥在超算中的應(yīng)用，就招專(zhuān)門(mén)招生物學(xué)研究生，這樣培養(yǎng)的學(xué)生既懂生物又懂超算。”
“超算中心要‘跑’起來(lái)，還需要很多技術(shù)支撐?！睘榇耍写筮€成立了超算研究院和大數(shù)據(jù)研究院，重點(diǎn)開(kāi)拓超算應(yīng)用研究、大數(shù)據(jù)分析并為政府決策服務(wù)。此外，還將成立超算工程軟件教育部工程研究中心，目前已通過(guò)教育部論證，將為廣州市超算中心提供人才和技術(shù)支撐。
■ 應(yīng)用
新車(chē)型設(shè)計(jì)可從兩三年縮至5個(gè)月
全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)落戶(hù)廣州，對(duì)于普通老百姓而言有啥作用？
“老百姓的日常生活也是跟超級(jí)計(jì)算機(jī)息息相關(guān)的?！敝猩酱髮W(xué)校長(zhǎng)助理夏亮輝介紹。目前，“天河二號(hào)”已應(yīng)用于生物醫(yī)藥、新材料、工程設(shè)計(jì)與仿真分析、天氣預(yù)報(bào)、氣候模擬與海洋環(huán)境研究、數(shù)字媒體和動(dòng)漫設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域開(kāi)始為多家用戶(hù)單位提供超級(jí)計(jì)算服務(wù)。
去年5月，“天河二號(hào)”的先導(dǎo)系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行。夏亮輝表示，先導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，已經(jīng)在生物醫(yī)藥、汽車(chē)設(shè)計(jì)與碰撞、動(dòng)漫、氣象研究等領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，共吸引66個(gè)客戶(hù)，最新資源運(yùn)用率達(dá)到80%。
以汽車(chē)設(shè)計(jì)為例，在超級(jí)計(jì)算機(jī)的幫助下，原來(lái)需要兩至三年的新車(chē)型設(shè)計(jì)，可縮短到5個(gè)月完成，并可模擬實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、防撞性能測(cè)試。同時(shí)，也可以廣泛應(yīng)用到老百姓日常生活中，如可以提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，提高防災(zāi)減災(zāi)能力等。
據(jù)了解，“天河二號(hào)”是繼深圳大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程之后，廣東省第二個(gè)重大的基礎(chǔ)科研設(shè)施?！疤旌佣?hào)”的研制，得到了廣東省和廣州市的大力支持，將作為廣州超級(jí)計(jì)算中心的業(yè)務(wù)主機(jī)，今年下半年安裝交付，主要應(yīng)用于大科學(xué)、大工程以及產(chǎn)業(yè)升級(jí)和信息化建設(shè)領(lǐng)域。
廣州超算中心先導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人盧澤新認(rèn)為，超算中心與老百姓也有密切關(guān)系，比如，有了超算后，天氣預(yù)報(bào)將更加準(zhǔn)確，預(yù)測(cè)時(shí)間也更長(zhǎng)。又如，智慧城市的建設(shè)也可以用到“超算”?！艾F(xiàn)在廣州有20萬(wàn)個(gè)攝像頭，目前處于有事才找視頻的狀態(tài)，如果對(duì)這些信息進(jìn)行管理、控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后再加以利用，對(duì)城市建設(shè)將產(chǎn)生很大幫助?！?/p>
■ 專(zhuān)家說(shuō)法
性?xún)r(jià)比很高的超級(jí)計(jì)算機(jī)
今年5月底在我國(guó)主辦的“高性能計(jì)算國(guó)際論壇”上，國(guó)際超算領(lǐng)域的權(quán)威專(zhuān)家實(shí)地考察了天河二號(hào)，紛紛給予高度評(píng)價(jià)。
世界TOP500排行榜編撰人之一、美國(guó)田納西大學(xué)杰克·唐加拉教授說(shuō)：“天河二號(hào)與美國(guó)的‘泰坦’大小相當(dāng)，速度卻是它的兩倍，制造這樣強(qiáng)大的系統(tǒng)需要很強(qiáng)的技術(shù)，這是一臺(tái)令人印象深刻的系統(tǒng)”。
德國(guó)尤利希科學(xué)中心的塞巴斯第安·施密特教授說(shuō)：“天河二號(hào)是世界最好的計(jì)算機(jī)之一，它有著非常出色的表現(xiàn)，我十分肯定它可以解決科學(xué)領(lǐng)域的很多問(wèn)題”。
日本筑波大學(xué)參加過(guò)“京”系統(tǒng)研制的大介博庫(kù)教授說(shuō)：“這是一部非常緊湊的機(jī)器，具有巔峰的性能表現(xiàn)，它真的是技術(shù)上的很大進(jìn)步”。
“天河二號(hào)”占地約800平方米，由170個(gè)機(jī)柜組成，“天河二號(hào)”工程副總指揮李楠研究員告訴記者：“天河二號(hào)是當(dāng)今世界上運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，綜合技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。它有五大特點(diǎn)：一是高性能，峰值速度和持續(xù)速度都創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。二是低能耗，能效比為每瓦特19億次，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。三是應(yīng)用廣，主打科學(xué)工程計(jì)算，兼顧了云計(jì)算。四是易使用，創(chuàng)新發(fā)展了異構(gòu)融合體系結(jié)構(gòu)，提高了軟件兼容性和易編程性。五是性?xún)r(jià)比高”。
“天河二號(hào)”內(nèi)存總?cè)萘?400萬(wàn)億字節(jié)，存儲(chǔ)總?cè)萘?2400萬(wàn)億字節(jié)，最大運(yùn)行功耗17.8兆瓦。打個(gè)形象的近似比喻，天河二號(hào)運(yùn)算1小時(shí)，相當(dāng)于13億人同時(shí)用計(jì)算器計(jì)算一千年，其存儲(chǔ)總?cè)萘肯喈?dāng)于可存儲(chǔ)每?jī)?cè)10萬(wàn)字的圖書(shū)600億冊(cè)。相比此前排名世界第一的美國(guó)“泰坦”超級(jí)計(jì)算機(jī)，天河二號(hào)計(jì)算速度是“泰坦”的2倍，計(jì)算密度是“泰坦”的2.5倍，能效比相當(dāng)。與該校此前研制的天河一號(hào)相比，“天河二號(hào)”計(jì)算性能和計(jì)算密度均提升了10倍以上，能效比提升了2倍，二者占地面積相當(dāng)，執(zhí)行相同計(jì)算任務(wù)的耗電量只有“天河一號(hào)”的三分之一。
