2016年6月20日：“神威”初顯神威的那一刻

2016年6月20日，德國法蘭克福世界超級計算機大會公布了新一期全球超級計算機500強榜單，由國家并行計算機工程技術研究中心研制的“神威·太湖之光”運算速度奪得世界第一，成為世界上首臺峰值運算速度超過10億億次/秒的超級計算機。更令人振奮的是，這套系統實現了包括處理器在內的所有核心部件全面國產化。

超級計算機多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現，對國家安全、經濟和社會發展具有舉足輕重的意義，是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。我國的超級計算機研制起步于20世紀60年代。到目前為止，大體經歷了3個階段：第一階段自20世紀60年代末到70年代末，主要從事大型機的并行處理技術研究；第二階段自20世紀70年代末至80年代末，主要從事向量機及并行處理系統的研制；第三階段自20世紀80年代末至今，主要從事MPP系統及工作站集群系統的研制。1983年12月22日，隨著中國第一臺每秒鐘運算1億次以上的“銀河一號”巨型計算機的研究成功，我國才真正跨入超算的隊伍。隨后，中國的超級計算機發展經歷了幾個重大的突破：1993年10月，由國家智能計算研究開發中心研制的“曙光一號”超級計算機，峰值計算速度達到6.4億次/秒，標志著我國已經達到了設計制造支持多線程機制的對稱式緊耦合并行機的世界先進水平。

2009年10月29日，由國防科技大學研制的“天河一號”超級計算機，峰值計算速度達到1206萬億次/秒，是我國首臺千萬億次超級計算機。2013年6月，由國防科技大學研制的“天河二號”超級計算機，峰值計算速度達到5.49億億次/秒，成為當時全球計算速度最快的超級計算機。

2015年4月9日，美國禁止向中國4家國家超級計算中心出售高性能計算芯片。當時的禁售在短期內可能造成“天河二號”升級計劃拖延，但從長期來看“是倒逼中國推進超算國產化戰略的重要機遇”。以美國為首的西方國家對我國進行技術封鎖，更加激發了我國自主研發超算的決心。2015年底，“神威·太湖之光”完成了研發工作。與此前“天河二號”使用的是英特爾至強處理器和Xeon Phi協處理器不同，“神威·太湖之光”首次使用的是“中國芯”。這塊“中國芯”就是5厘米見方的薄塊“申威26010”，它集成了260個運算核心、數十億個晶體管，達到了3萬多億次/秒的計算能力。“神威·太湖之光”是世界首臺峰值運算速度超過10億億次/秒、并行規模超千萬核的劃時代的新型超級計算機。“神威·太湖之光”的計算能力相當于2000多萬臺普通的筆記本電腦，主存儲量相當于780個國家圖書館的藏書量。這套系統1分鐘的計算能力，相當于全球72億人同時用計算器不間斷地計算32年。

2016年11月18日，中國科學家基于“神威·太湖之光”的應用成果首次榮獲“戈登·貝爾”獎，實現了我國高性能計算應用成果在該獎項上零的突破。“戈登·貝爾”獎設立于1987年，由美國計算機協會于每年11月在美國召開的超算領域頂級會議上頒發，旨在獎勵時代前沿的并行計算研究成果，特別是高性能計算創新應用的杰出成就，被譽為“超級計算應用領域的諾貝爾獎”。2017年11月17，中國科學家基于“神威·太湖之光”的“非線性大地震模擬應用”，再次榮獲“戈登·貝爾”獎。此外，“神威·太湖之光”還先后4次在全球超級計算機TOP500中奪冠。

“神威·太湖之光”主要服務于國家重大科技項目，如國產C919大型客機的精細數值模擬、天宮一號隕落路徑預測計算等課題，同時也十分重視服務產業創新。目前，有上百家單位與國家超級計算無錫中心簽訂合作協議，超過100個重大應用在“神威·太湖之光”上進行運算，范圍涉及氣候氣象、航空航天、工業設計、油氣勘探、信息安全、金融分析、生物醫藥、海洋科學等多個領域。例如，國家超級計算中心和遠景能源合作開展“格林威治智慧風場”項目，國家超級計算中心基于自身超強的運算能力、專業的技術人員等為遠景能源提供包括風資源預測、風場精細選址、風機建造等在內的一整套生命周期服務。又如2017年“神威·太湖之光”的獲獎應用―“非線性大地震模擬應用”由清華大學、山東大學、國家超級計算無錫中心、南方科技大學共同研制完成，它突破了機器本身內存和帶寬的限制，精巧的設計和高速壓迫數據的傳輸模式，首次成功地實現了對唐山大地震過程的精準模擬。這一過程對于科學家了解地震的發生和傳播規律具有重要的意義。再比如，運用“神威·太湖之光”進行超大規模電磁仿真計算。該課題研究以“神威·太湖之光”超級計算機等高性能計算平臺為基礎，計算各類目標的電磁散射和輻射特性，所開發的超大規模高階矩量法達到國際領先水平，服務于中國航天、中電集團等20多個機構，應用于預警機等重大工程。

（本刊記者）

【責任編輯】蒲 暉