“天河”再登超级计算机世界之巅

　　昨天下午，国际超级计算机TOP500组织在德国正式发布了第四十一届世界超级计算机500强排名，由中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以峰值计算速度每秒5.49亿亿次，持续计算速度每秒33.86千万亿次的优异性能位居榜首。这是继2010年我国“天河一号”首次夺冠之后，中国超级计算机运算速度重返世界之巅。“天河”也与“天宫”、“神舟”一道，成为国家竞争力的一个象征。

　　专家们表示，今后，全球最快超级计算机的位置将可能出现由中美日三国计算机交替把持的局面。

　　全球超级计算机TOP500排名榜，是全球最权威的超级计算机榜单，以系统的Linpack实测速度为基准对超级计算机进行排名。

　　研发耗资约1亿美元

　　“天河二号”的系统存储总容量相当于600亿册每册10万字的图书。假设每人每秒钟进行一次运算，“天河二号”运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年。

　　美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”从上次第一名降至本次第二名，其运算速度为17.59千万亿次，而“天河二号”的速度比它快近一倍。据媒体预测，美国能够挑战“天河二号”的下一台超级计算机预计到2015年才能出现，但业内人士认为，“天河二号”的桂冠也许只能持续几个月，因为美国已经在研发下一代超级计算机。

　　2010年，中国国防科学技术大学研制的“天河一号”曾在第三十六届超级计算机TOP500榜单上名列第一，2011年时排名第二，2012年排名已下降至第五，今年，我国凭借“天河二号”又重返冠军领奖台。

　　和“天河一号”相比，“天河二号”在核心指标方面有了大幅提升，它的峰值速度和持续速度都比“天河一号”提高了10倍以上，而两者的占地面积相当。另外，对于执行相同的计算任务，“天河二号”的耗电量只有“天河一号”的1/3。这意味着“天河二号”有能力去解决一些过去“天河一号”所不能解决的问题。比如回溯地球上的气候变迁历史，“天河一号”可以模拟2000年前的变化，“天河二号”则可以模拟到5000年前甚至更远；传统手段研发新车，一般要经过上百次碰撞实验、历时两年多才能完成，而利用“天河二号”进行模拟，只需3到5次实车碰撞、两个月即可实现。

　　“天河二号”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，还要服务于珠三角、港澳地区和整个中国。

　　应用能力与美国差距大

　　我国从上世纪70年代末开始进行超级计算机领域的研究，随着我国改革开放的日益深化、国际合作日益加强，近年来我国超级计算机系统研发已进入世界领先行列。

　　目前，美国拥有全球500强超级计算机的一半以上。中国大陆共有65个超级计算机进入500强榜单，位居第二。日本以30个位列第三。世界上运算速度最快的超级计算机宝座近年来一直被美国、中国、日本三国交替占据。英国、法国和德国分别以29个、23个和19个位列第四至第六位。

　　目前，我国国家级超算中心主要有天津中心、济南中心、长沙中心、深圳中心以及正在建设中的广州超算中心。虽然这些超算中心已经在我国科技和经济建设领域发挥重要作用，但研发人员认为，“如果我们能把超算的应用充分地挖掘培养起来，现有的超算中心不是多了而是少了。”因为与美国等一些国家相比，在产业能力和应用水平等方面还有较大差距。超级计算机的应用涉及到各行各业，需要很多学科的深度学科背景和专业人才，才能将该领域的大型软件开发出来。

　　将交付广州超算中心使用

　　正如中科院计算机网络信息中心超级计算中心主任迟学斌所言:“我们很多部件还依赖美国，我们也应该更加注重应用等方面的投入。

　　作为广州超级计算中心的主机，“天河二号”将在2013年下半年安装交付。两年前开始在天津超级计算中心运行的“天河一号”，至今已有600多家用户。中心主任刘光明介绍说，“天河二号”研制成功后，很多老用户迫不及待地提出新的使用申请。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。

　　超级计算机全球前五强

　　排名超级计算机运算速度

　　1中国“天河二号”每秒33.86千万亿次

　　2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

　　3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

　　4日本理化研究所的“京”每秒10.51千万亿次

　　5美国阿尔贡国家实验室的“米拉”每秒8.59千万亿次

　　各方竞争力比较

　　国家或地区上榜数量

　　美国253个

　　中国大陆65个

　　日本30个

　　英国29个

　　法国23个

　　德国19个

　　[超级计算机能做什么]

　　神通广大：上达航天工程，下至衣食住行

　　如果把人们时常使用的普通计算机比作人走路的话，超级计算机就可以达到火箭飞行般的运算速度，它早已成为世界各国争夺的一个战略制高点。

　　“天河二号”作为科技助力，将主要应用于大飞机研发、石油勘探、核电站建设以及大型装备的设计制造等大科学、大工程、产业升级和信息化建设领域。

　　“天河二号”工程副总指挥李楠介绍：“比方说一个核电站的设计，核反应堆如何工作，一比一的实验很难实现，成本很高耗时很长。而超级计算机，则可用数字模拟的方式先把反应堆的工作原理充分进行验证，模拟各种工况，最后得出结论后再进入实际实施阶段。像载人航天、探月工程等大型科学工程都要用计算机进行模拟。随着模拟量越大，精度要求越高，需要的计算能力就越强，因此现在很多大工程的实施都离不开超级计算机。 ”

　　此外，“天河二号”在传统产业的升级改造、产品创新上也能发挥作用，如支持智慧城市、电子政务、物联网等应用。 “举个通俗的例子，过去用传统的方法来设计一个新汽车需要两到三年时间，现在用高性能计算机的辅助手段来设计的话，最快三个月就能出一个新的车型。 ”

　　随着超级计算机服务能力的不断拓展，专家介绍，很可能会诞生一个庞大的巨型机服务产业，面向个人用户提供服务。 “具体来说，我们的衣食住行都有‘天河二号’的影子，‘天河二号’帮助新材料的研发，使我们的衣服变得更舒适、美观；帮助科学家开展水稻、玉米、生猪的基因分析研究，改良它们的品种，使我们吃得更健康、更安全；帮助建筑物的抗震防风设计和做天气预报，帮助新型汽车、飞机、高铁的设计制造。此外，还可应用于娱乐产业，现在通过超级计算机制作动漫和3D电影已经成为潮流。电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时一年多完成。如果用天河二号，仅用1个月就可制作出与《阿凡达》动染效果相当的影片。 ”

关键词：世界之巅,计算中心,超级计算机