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    作者:徐鹏

    揭秘太湖之光:纯国产如何称雄TOP500?

         [ 中关村在线 原创 ] 暂无评论

    超算之路不平坦 太湖之光只是开始

      从天河系列的70%国产化,到神威蓝光的85%以上,再到如今完全自主、耗时三年研制的神威太湖之光,中国超算在美国芯片禁运的“倒逼”下,已经跨出了历史性的一步。值得一提的是,基于太湖之光系统的三项全机应用还入围了有超算界诺贝尔之称的“戈登贝尔奖”。该奖项自1987年设立以来,中国团队从未入围过。

      在国家863计划的支持下,作为“国之重器”的超级计算机在工业制造、航天、军事、医学、科研等领域将发挥更大的作用,并且会助推深度学习、人工智能的发展。未来,太湖之光将在四个方向发挥作用:全球高分辨率模拟,为气候变化研究提供量化研究的基础;先进制造,助力“中国制造”转向“中国创造”;生命科学,为研发新药和探索生命奥秘提供支撑;大数据分析。

      举例来说,国家超级计算无锡中心与清华大学、北京师范大学合作,在太湖之光上进行了CAM全球大气模式的重构与优化,以及全球超高分辨率大气模式实验框架。其中,大气模式实验框架已初步实现了3公里精度,仅次于日本NICAM 870米的分辨率。清华大学计算机科学与技术系副教授薛巍表示:“有了这套计算机系统,我们可以在30天内完成未来100年的地球气候模拟,全面提升我国应对极端气候事件和自然灾害时的减灾防灾能力。”

    揭秘太湖之光:纯国产如何称雄TOP500?
    大气模式实验框架(图片来自国家超级计算无锡中心)

      借助太湖之光,国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径进行了数值模拟计算,将为其返回提供精确预测;上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究,两周内就完成了原本需要10个月的计算,加速了白血病、癌症、禽流感等疾病的药物设计进度;此外,太湖之光还将在“高分辨率海浪数值模拟”和“钛合金微结构演化相场模拟”方面做出巨大贡献。截至目前,国家超级计算无锡中心已经与北京大学、中科院软件所、中船重工702所、远景能源、清华大学、国家计算流体力学实验室等国内30多家机构或单位建立了应用合作关系。

      除了国家级研究机构的贡献,以联想、曙光等为代表的中国企业也在超算领域有着很好的表现。最新一期TOP500中,联想就以92套获得了全球超算份额第二、中国第一的成绩。未来,超算将朝着高性能、低功耗的方向继续拓展,芯片设计、任务分配、算法优化、应用范围、散热系统等依然是努力的重点。

      当然,在欢喜的同时,中国超算的配套硬件和实际应用仍有较大的提升空间,太湖之光的成绩固然亮眼,但应用数量还不能与天河二号相比。软件方面,太湖之光解决特定领域的问题可以,毕竟都是专为申威处理器优化过的,但要涉及商业或其他领域,就必须考虑兼容性。目前,国内超算研发经费中用于开发应用软件的占比不到10%,而美国则在30%以上。如果不能融入商业用途,其实也是一种资源浪费。

      自1983年的“银河一号”诞生以来,中国超算从一片空白,到自主研发领跑全球,其中的巨大进步值得赞誉,这是成为科技强国的必经之路。而一路走来,质疑之声也从未间断,但无论怎样,每一项技术创新都会有学习的过程,不怕起步晚、走弯路、困难多,有了完全自主的技术支持,太湖之“光”将让中国超算更加闪耀。

    (注:本文部分技术内容来自知乎网友Sean、yuan zhao、瞭望智库,以及美国田纳西大学橡树岭国家实验室Jack Dongarra博士发表的英文学术报告,Tech Report UT-EECS-16-742)

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