“神威太湖之光”取代“天河二号”成为全球最快超算

新一期全球超级计算机 500 强榜单 20 日公布，使用中国自主芯片制造的“神威太湖之光”取代“天河二号”登上榜首，中国超算上榜总数量也有史以来首次超过美国名列第一。

据国际 TOP500 组织当天发布的榜单，“神威太湖之光”的浮点运算速度为每秒 9.3 亿亿次，不仅速度比第二名“天河二号”快出近两倍，其效率也提高 3 倍。更重要的是，与“天河二号”使用英特尔芯片不一样，“神威太湖之光”使用的是中国自主知识产权的芯片。

该组织在一份声明中写道：“中国在国际 TOP500 组织第 47 期榜单上保持第一名的位置，凭借的是一个完全基于中国设计、制造处理器而打造的新系统。”

“神威太湖之光”由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心。此前，由中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机已在 TOP500 榜单上连续六度称雄。

榜单前十名除了“神威太湖之光”与“天河二号”外，其他分别是美国的“泰坦”与“红杉”、日本的“京”、美国的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德国的“花尾榛鸡”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。

TOP500 榜单是对全球已安装的超级计算机“排座次”的权威排行榜。从 1993 年起，由 TOP500 国际组织以实测计算速度为基准每半年发布一次。

此次榜单还有一个重大变动是，美国入围的超级计算机总数量首次跌下第一位置。上述声明说，由于过去一些年中国工业和研究部门注册提交的系统数量剧增，中国现在入榜的超级计算机数量达到 167 台，超过美国的 165 台。此外，由于中国占据 TOP 榜单头两名，中国在计算性能类别上也居于领先位置。

排行榜主要编撰人、美国田纳西大学计算机学教授杰克·唐加拉评价道，中国超级计算机不断增多已成为一个“趋势”。

“2001 年中国上榜数量还是零，但今天中国已经超过美国，”唐加拉对新华社记者说，“没有其他国家有这样快的增长速度。”

唐加拉认为，超级计算机“比以往任何时候都重要”，能为能源、医药、飞机制造、汽车与娱乐业等广泛领域的行业提供高性能计算服务。“更强大的计算能力将使得这些不同行业更快地生产出优异新产品，从而提高一个国家的竞争力”。

实现三大突破

“神威太湖之光”计算机系统与 2015 年 12 月 21 日完成整机系统性能测试，目前由清华大学负责运营。

“‘神威太湖之光’的研制是‘十二五’期间国家 863 计划信息技术领域的重要部署，也是国家长期支持、技术积累的成果。”国家超级计算无锡中心主任杨广文教授介绍，这套超级计算机系统取得了三大突破，其峰值性能、持续性能、性能功耗比三项关键指标均居世界第一。

其一，数量级的突破。这是全球第一台运行速度超过 10 亿亿次/秒的超级计算机，峰值性能高达 12.54 亿亿次/秒，持续性能达到 9.3 亿亿次/秒，接近“天河二号”的 3 倍。杨广文教授打了个比方说，“神威太湖之光”一分钟的计算能力相当于全球 72 亿人同时用计算器不间断计算 32 年。

其二，自主研发的突破。与“天河二号”采用 INTEL 处理器不同，“神威太湖之光”全部采用自主中国芯：“申威 26010”众核处理器。在国家超级计算无锡中心 1000 平米的主机房内，整齐排布着两组共 40 个运算机仓，每个机仓容纳 1024 个芯片，共计 40960 个芯片。据介绍，其单芯片的计算能力相当于 3 台 2000 年全球排名第一的超级计算机，当前性能指标达到国际领先水平。

其三，绿色节能的突破。杨广文教授说，过去超级计算机的用电量堪比一个中小城市，业界因此把能效比作为衡量其先进性的一项重要指标。“从低功耗、高集成度的处理器设计，到高速高密度的工程实现技术；从世界领先的高效水冷技术，到软硬件协同、智能化的功耗控制方法，‘神威太湖之光’实现了层次化、全方位的绿色节能，功耗比达到每瓦特 60.51 亿次运算。”