新一期全球超級計算機(jī)500強(qiáng)榜單昨日公布，使用中國自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號”登上榜首，中國超算上榜總數(shù)量也有史以來首次超過美國名列第一。

據(jù)國際TOP500組織當(dāng)天發(fā)布的榜單，“神威·太湖之光”的浮點(diǎn)運(yùn)算速度為每秒9.3億億次，不僅速度比第二名“天河二號”快出近兩倍，其效率也提高3倍。更重要的是，與“天河二號”使用英特爾芯片不一樣，“神威太湖之光”使用的是中國自主知識產(chǎn)權(quán)的芯片。

逆襲

中國入圍超算超過美國

國際TOP500在一份聲明中寫道：“中國在國際TOP500組織第47期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個完全基于中國設(shè)計、制造處理器而打造的新系統(tǒng)。”

“神威·太湖之光”由國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制，安裝在國家超級計算無錫中心。此前，由中國國防科技大學(xué)研制的“天河二號”超級計算機(jī)已在TOP500榜單上連續(xù)六度稱雄。

此次榜單還有一個重大變動是，美國入圍的超級計算機(jī)總數(shù)量首次跌下第一位置。上述聲明說，由于過去一些年中國工業(yè)和研究部門注冊提交的系統(tǒng)數(shù)量劇增，中國現(xiàn)在入榜的超級計算機(jī)數(shù)量達(dá)到167臺，超過美國的165臺。此外，由于中國占據(jù)TOP榜單頭兩名，中國在計算性能類別上也居于領(lǐng)先位置。

突圍

美國禁令加速中國制造

2015年年初，美國政府禁止其企業(yè)向中國出口與超級計算機(jī)相關(guān)的技術(shù)，更是讓中國人意識到核心技術(shù)不能受制于人。但從積極方面看，禁令促使中國猛醒。正如榜單主要編撰人、美國田納西大學(xué)計算機(jī)學(xué)教授杰克·唐加拉當(dāng)時所言：“美國政府試圖遏制高性能計算機(jī)在中國的發(fā)展，但禁令很有可能會加速‘中國設(shè)計’芯片的研制。”

一年之后，“神威·太湖之光”奪得全球超算冠軍，向世界正式宣告中國“芯”的到來。

美國加利福尼亞大學(xué)河邊分校超級計算實(shí)驗室負(fù)責(zé)人陳子忠對新華社記者說，雖然中國已經(jīng)多次使用美國芯片組建的超級計算機(jī)登上500強(qiáng)榜單榜首，但“神威太湖之光”憑借的是中國自主芯片獲此殊榮。這個系統(tǒng)不僅性能卓越，而且能效優(yōu)異，“充分展現(xiàn)了中國計算機(jī)專家的設(shè)計智慧”。

突破

超算應(yīng)用入圍國際最高獎

基于全球最快超級計算機(jī)“神威·太湖之光”系統(tǒng)的三項全機(jī)應(yīng)用入圍國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎——戈登貝爾獎。

據(jù)了解，被稱作超算應(yīng)用領(lǐng)域諾貝爾獎的“戈登貝爾”獎，從1987年建立以來，中國團(tuán)隊從未入圍。今年，基于“神威·太湖之光”系統(tǒng)的三項全機(jī)應(yīng)用已經(jīng)入圍，占全部入圍數(shù)量一半。三項應(yīng)用分別為中科院軟件所與清華大學(xué)、北師大合作的“全球大氣非靜力云分辨模擬”；國家海洋局海洋一所與清華大學(xué)合作的“高分辨率海浪數(shù)值模擬”；中科院網(wǎng)絡(luò)中心的“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬”。

“超算”致用

算天：

風(fēng)中哪朵雨做的云

氣象臺的天氣預(yù)報準(zhǔn)度一直在提升，這背后其實(shí)都是超級計算機(jī)的功勞。

“下不下雨關(guān)鍵看云層運(yùn)動，在沒有超算之前，觀測云層的精度是按照經(jīng)緯度。有了超算之后，就可對云層運(yùn)動進(jìn)行精確模擬與觀測。”北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院教授王蘭寧說。

為了提高觀測精度，他十幾年來追逐著超算發(fā)展的腳步。2011年，他在天津的“天河一號”上實(shí)現(xiàn)了觀測精度10萬公里的目標(biāo)；隨后，他又在“神威·藍(lán)光”實(shí)現(xiàn)了1萬公里精度；今年，他在“神威·太湖之光”上實(shí)現(xiàn)了9公里精度。如今，他又在向著3公里精度努力。“如果能夠盯著每一朵云，天氣預(yù)報就將萬無一失。”王蘭寧說，當(dāng)然，這還需要更強(qiáng)的超算能力支撐。

算地：

既能找飛機(jī)，也能測污染

尋找MH370，是世界科技角力的戰(zhàn)場。大量的衛(wèi)星雷達(dá)集中對準(zhǔn)南印度洋，當(dāng)這些高科技眼睛采集到信息后，一個必經(jīng)的環(huán)節(jié)是數(shù)據(jù)處理，擔(dān)當(dāng)這一環(huán)節(jié)的角色即是超級計算機(jī)。“只要有足夠精確的相關(guān)數(shù)據(jù)，超算就能找到失事飛機(jī)。”清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心副教授黃小猛說。

除了找飛機(jī)，還有更多接地氣的事情倚仗超級計算機(jī)來解決。

建一棟樓對周邊的環(huán)境到底有什么影響？如何建設(shè)風(fēng)道便于污染物擴(kuò)散？中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院正在國家超算無錫中心進(jìn)行的一項課題，就是深圳市污染物擴(kuò)散的模擬。通過超算模擬，可以根據(jù)目前污染物的情況，計算出未來一段時間的大氣污染物濃度和分布，進(jìn)行空氣質(zhì)量預(yù)報。從預(yù)報結(jié)果還可以計算出哪些污染源“貢獻(xiàn)”最大，了解污染的來龍去脈，為污染防控提供決策指導(dǎo)。

算人：

醫(yī)療應(yīng)用前景廣

模擬血流、模擬心臟、模擬人體任何一個部分，有了超級計算機(jī)，這些都不再是夢想。

近期，美國科學(xué)家利用世界前十的超級計算機(jī)，選取一名真人掃描其血管系統(tǒng)，通過3D建模技術(shù)建立動脈系統(tǒng)模型，成功地再現(xiàn)了整個人體的動脈系統(tǒng)。任何直徑或?qū)挾仍?毫米以上的動脈血管都會出現(xiàn)在模型中，而且模型的分辨率達(dá)到了9微米。

只要運(yùn)算核夠多、速度夠快，醫(yī)療工作者的診斷和治療水平將大大提升，而科學(xué)的治療手段更容易讓患者接受。

中國科學(xué)家近日也在利用“神威·太湖之光”對人體血流進(jìn)行模擬與分析，例如可以及時有效地判定一個病人是否會發(fā)生腦梗塞的風(fēng)險。

科學(xué)解決醫(yī)患關(guān)系，從超級計算機(jī)開始。

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