中国“天河二号”运算速度全球最快 今年下半年将在广州超级计算中心投入运行

赵淑宁

“天河二号”超级计算机系统。

　　昨日揭晓的新一届世界超算500强（Top500）排行榜表明，国防科大研制的“天河二号”超级计算机成为全球运算速度最快的计算机。这是中国超级计算机时隔两年半之后重返世界第一。
; w& M( `2 Y+ k* }) s3 U: f& d　　“天河二号”的峰值速度和持续速度分别为每秒5.49亿亿次和每秒3.39亿亿次。这组数字意味着，“天河二号”运算1小时，相当于13亿人同时用计算器计算1000年。
- Y5 W1 W; p! l3 X　　来自美国的“泰坦”和“红杉”分别排在第二和第三。
　　位居第四的日本“京”系统也是全球4台亿亿次级超级计算机中的一员。2011年6月，它取代中国的“天河一号”，成为新的世界最快计算机。后者这一次的排名是第10位。
! w  x: H: C; m' x; O. {3 V　　与“天河一号”相比，由170个机柜组成的“天河二号”占地面积相差无几，计算性能和计算密度提升了10倍以上，执行相同计算任务的耗电量仅为1/3。
　　由于采用了先进的能效控制机制，尽管最大运行功耗高达17兆瓦，它仍然是世界上最环保的超级计算机之一。
, n& z7 P7 H- W/ X/ p& ]4 x　　国防科大研制的“飞腾－1500”构成了“天河二号”的服务阵列，约占全部CPU的1/8。硬件系统的另一主要部分——计算阵列，则是由英特尔公司的至强CPU（Xeon）和至强融核（Xeon Phi）协同处理器构建而成。
$ K" Y: E0 o6 S6 O0 c) o　　这一被称为“新型异构多态体系结构”的全新组合方式不仅大大提高了计算速度，也将“天河二号”的应用从科学工程计算拓展至大数据处理、信息服务等多个领域。
　　同时用在这台机器上的，还有高速互联、新型层次式加速存储架构、容错设计与故障管理、高密度高精度结构工艺等国际领先的中国创新技术。
2 @0 A5 s4 ~$ m0 @　　这台超级计算机系统由280人历时两年多研制完成，耗资约1亿美元。2013年下半年，它将在广州超级计算中心投入运行，其先导系统已开始为生物医药、新材料等领域用户提供服务。
　　广州市科技和信息化局副局长吴奇泽表示，“天河二号”不仅将成为“智慧广州”的心脏和大脑，还要服务珠三角、港澳地区和整个中国。
0 b. {' R5 ^1 f; R( W　　“名次只是副产品。”“天河二号”工程发言人李楠说，“为创新型国家建设提供动力、为关系人类未来生存发展的大科学问题提供解决方案，才是我们加速超算发展的根本原因。”
2 l9 R' \( @! {  m7 ]　　虽然能耗、编程等仍然是通向更大规模机器的技术障碍，但国防科大宣布，将在2015年研制出十亿亿次超级计算机，2020年前后研制出百亿亿次计算机。
1 J' p5 b6 L) N5 Q! m0 n　　Top500这项全世界最具权威的超级计算机“比赛”，在很大程度上显示着一个国家信息领域的科技创新能力。中国科学院超级计算中心主任迟学斌的统计表明，最近10年，美国超级计算机性能提升了500倍，中国超级计算机性能则提升了5000倍。
% |/ p9 f1 G' u7 S; x5 B  E　　这不仅标志着中国超算综合实力领先，更意味着中国超算的发展速度和发展潜力已经进入世界领先行列。
　　“天河一号”问世那天起，“天河二号”的攻关就开始了。国防科大校长杨学军说：“在对国际高性能计算发展趋势进行分析后，我们瞄准亿亿次级机器的研制，决心在引领世界超算发展中作出新的贡献。”
6 ^7 [/ @) d" r' O- X　　评价
8 O. E( \6 j$ n$ _3 z: u　　体现我国超算研制综合实力的提升
$ T9 C6 U8 ~, K2 p5 I, L- c+ M1 ^　　中国“天河二号”超级计算机昨日摘得新一届世界超算桂冠。中外专家对这台代表国际领先水平的超级计算机系统进行了评价。
　　“‘天河二号’在体系架构、互联网络、功耗、可靠性等方面的卓越性能，体现了我国超级计算机研制综合实力的提升。”中国科学院软件研究所研究员张云泉说：“更让人欣喜的是，超算硬件平台的发展催生了一大批应用成果和新的科学发现，让机器有了‘用武之地’，这是提高国家竞争力的关键所在。”
　　半个月前作为“高性能计算国际论坛”嘉宾在长沙参观“天河二号”时，高速互联、编程模型等中国人自主创新的技术，给Top500排行榜编撰人之一、美国田纳西大学杰克·唐加拉（Jack Dongarra）留下了深刻印象。
  C: ]& e5 @% R7 \　　“这台机器与美国的‘泰坦’大小相当，速度却是它的两倍，又是一项创新性进步。”唐加拉说，“2001年中国在Top500上还榜上无名，而今天使用超级计算机的数量已经达到世界第二。这表明高性能计算的发展提升了中国的竞争优势。”
　　唐加拉同时指出，重视硬件而忽视软件投入，是中国和其他国家在超算发展中面临的共同问题。
' i- X# F% }  v* m　　美国英特尔公司副总裁雷杰伯·哈兹拉（Rajeeb Hazra）说：“‘天河二号’的进步不仅对中国的科学界和产业界有利，而且将推动数十年内世界超级计算机的技术发展水平。这台机器和其他超级计算机为全球日益增长的大数据处理需求提供了基础设施。”
　　日本筑波大学教授、“京”超级计算机研制者大介博库（Taisuke Boku）说：“这是一部非常紧凑的机器，具有巅峰的性能表现。中国的成功对我们来说是件好事，我们需要迈出更大的一步与中国超级计算机进行竞争。为科学研究提供更快更好的计算机是计算机科学家的一个梦，让我们共同努力让梦想成真。”
　　来自德国尤利希科学中心的塞巴斯第安·施密特（Sebastian Schmidt）说：“‘天河二号’是世界上最好的计算机之一，我相信科学家们能利用这一最新工具解决科学领域的很多问题。”他认为，在能源、环境安全等全球性问题面前，各国科学家和计算机工程师之间应该开展更广泛的合作。
　　数说
　　1、前五名分别为，中国“天河二号”（运算速度为每秒33.86千万亿次）、美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”（每秒17.59千万亿次）、美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的“红杉”（每秒17.17千万亿次）、日本理化研究所的“京”（每秒10.51千万亿次）、美国阿尔贡国家实验室的“米拉”（每秒8.59千万亿次）。
　　2、中国大陆本次进入500强的超级计算机有65个，而前两次分别是68个和72个。中国大陆超级计算机入围的数量超过日本、英国、法国和德国，排在美国之后位居第二。
$ M( d, }) ?8 L$ }/ Q　　3、美国在超级计算机数量方面占据绝对优势，本次上榜253个，而上次是250个。
　　4、本次榜单有26个超级计算机运算速度超过千万亿次，而上次的榜单是23个。
　　5、本次登榜超级计算机的最低运算速度为每秒96.6万亿次。
　　6、本次全部500强的运算速度总和为每秒223千万亿次。
　　应用
1 G6 s* r. b. T1 w* I7 x! }6 z' b　　超算应用将逐步商业化
　　根据《广东省信息化发展规划纲要（2013—2020年）》，我省将构建信息技术产业体系，构建物联网、云计算、大数据挖掘和超级计算中心四大应用创新平台；以广州和深圳两大超级计算中心为基础构建信息技术研发设计、高性能计算创新平台。
4 C$ N* z. W% i) ?- d6 M+ n　　广东省经济和信息化委员会有关负责人表示，当前，广东实现转型升级必须以现代信息技术为支撑，其中离不开包括超级计算机在内的发达信息技术工具。作为率先实施大数据战略的省份，广东在海量数据整理、挖掘和分析等方面对超级计算机的需求也将逐渐加大。除此之外，随着我省动漫设计、基因分析等领域的快速发展，超级计算机将越来越为产业所需要。其应用也有利于广东现代服务业发展水平的提升。
　　广东省现代信息服务业研究所所长苏启林表示，在超级计算机的应用层面，广东应充分发挥市场化程度高这一比较优势。虽然目前我国超级计算机较多应用于科学研究，商业化利用率不高，但许多走在前列的广东企业已逐渐表露出对海量数据处理的需求。因此，未来超级计算机应用将逐渐向商业化延伸，而商业化应用成果将反过来促进企业和行业的发展。唐柳雯
- o3 S4 g  w' O5 h5 S* f. j　　本栏文图（除署名外）均据新华社