它追平了英特爾晶片--專家談全球最快超算的「大腦」

6月20日，新一期全球超級計算機500強榜單公布，使用中國自主晶片製造的「神威·太湖之光」取代「天河二號」登上榜首。

這意味著，中國自主研發的晶片已經具備了世界的先進水平。

「天河二號」在該榜單六連冠時，使用的晶片是Intel的X86架構。

去年4月份，或許是忌憚於來自中國的超級計算機連續多次霸占著排行榜的榜首，美國宣布向中國禁售高性能計算機實施晶片，其中就包括天河二號升級所需要的Intel Xeon處理器。

橫空殺出的「神威·太湖之光」，很好地給予了回應。

「這是一個良好的開始，最重要的是開創了超級計算機晶片的自主可供。

」國家超級計算廣州中心原主任袁學鋒在接受南方日報記者採訪時表示。

成功使用異構眾核技術

「神威·太湖之光」採用的是具有中國自主智慧財產權的「申威」處理器，它的峰值計算速度可以達每秒12.54億億次，持續計算速度每秒9.3億億次，性能功耗比為每瓦60.51億次，三項關鍵指標均排名世界第一。

與第二名「天河二號」相比，「神威·太湖之光」的運算速度要快出近兩倍，效率也提高了3倍。

「神威·太湖之光」所採用的「申威26010」高性能處理器成為了業內關注的焦點。

據陳左寧院士介紹，該處理器在眾核處理器體系結構方面有重大原始創新，引領了高性能處理器發展潮流。

申威眾核處理器採用片上融合異構眾核架構，現在以GPU、MIC搭建的超級計算機系統，眾核處理器需要聯合多核處理器工作，帶來了額外的功耗和通信開銷，使用也更為複雜。

中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張雲泉在接受南方日報記者採訪時表示，「申威26010」是世界上第一個成功使用這種異構眾核技術的處理器，而這種異構眾核又是當今世界處理器的發展方向，只不過現在國際上的一些處理器研發機構尚未進行整合。

據了解，「申威26010」的「娘家」是無錫江南計算機研究所，而該研究所的母體是國家高性能集成電器(上海)設計中心。

該設計中心一位不願透露姓名的工作人員向南方日報記者介紹，無錫江南計算機研究所是該設計中心專門成立來做超算國產CPU的單位，「申威26010」則是在今年2月份正式對外發布的。

資料顯示，申威處理器誕生於2003年，基於Alpha自主擴展了指令集，共設計了申威1、申威2、申威1600、申威1610、申威5、申威26010六款晶片，自主研發了神威睿智編譯器和神威睿思作業系統，推出了搭載申威晶片的PC、伺服器、高性能計算機、超算、防火牆、機架式存儲伺服器、大規模集群存儲系統、瘦客戶端、QDR HCA卡、神威雲等產品。

不少業內人士認為，申威26010的研發成功離不開Alpha的架構基礎，而這又與國外的架構技術分不開。

張雲泉表示，經過多年的疊代更新，中國的「申威26010」已經完全具備了獨立創新的能力，屬於中國具有自主智慧財產權的產品。

上述國家高性能集成電器(上海)設計中心的工作人員在評價「申威26010」時說：「(它)追平了英特爾晶片的水平。

」袁學鋒回憶，在1979年他上大學時，用的就是「intel8088」晶片，如今已經過去了將近40年的時間，這期間英特爾經歷了不斷的更新疊代，可見「神威」在應用上的發展仍然需要一個較長的過程。

已應用於十多個重要領域

不少網友被這一新聞吸引的同時，也產生了疑問，這樣的超級計算機具有什麼作用?據了解，超算是國家科研的重要基礎工具，應用領域覆蓋政府、能源、安全等國家命脈行業以及網際網路、數據中心等科技前沿領域。

以安裝在國家超級計算廣州中心的「天河二號」為例，其應用領域包括生命科學、材料科學、大氣科學、地球物理、能源、宇宙、經濟學等，在大型基因組組裝、基因測序、生物醫學、高通量藥物篩選、污染治理、高超聲速發動機燃燒模擬等學科和工程項目也有廣泛應用。

此外，在智慧城市、電子政務、雲計算和信息服務等方面也獲得了成功應用。

據陳左寧院士介紹，「神威·太湖之光」自投入使用以來，也先後完成了清華大學、北京大學、中科院等30多家單位50多項課題的大規模計算，涉及天氣氣候、航空航天、船舶工程、海洋環境、石油物探、生物信息、藥物設計、電磁仿真、動漫渲染、核物理、新能源、新材料等十多個重要領域，實現了數百萬核的超大規模並行，其成果對國計民生、科技進步都將產生重大影響。

據了解，基於「神威·太湖之光」系統的三項全機應用在今年也已經入圍「戈登貝爾」獎，占全部入圍數量一半。

而該獎項又被稱作超算應用領域的諾貝爾獎，從1987年建立以來，中國團隊還從未入圍。

據了解，這三項應用分別為中科院軟體所與清華大學、北師大合作的「全球大氣非靜力雲分辨模擬」;國家海洋局海洋一所與清華大學合作的「高解析度海浪數值模擬」;中科院網絡中心的「鈦合金微結構演化相場模擬」。

袁學鋒向南方日報記者介紹，從「天河二號」推廣應用的經驗來看，2015年的合作額和計算資源總量較2014年都增長3倍。

截至2015年底，「天河二號」用戶總數達到1200家，全年銷售收入和科研項目收入接近5500萬元，預計2016年「天河二號」能超過一億元。

「現在超計算應用的發展勢頭很猛，對於『神威』的前景我也很看好。

」袁學鋒說。

張雲泉坦言，從目前的市場情況來看，神威可以先不急著與英特爾搶占市場，它主要解決的是高端自主創新的問題，大眾消費級市場可以讓別的市場去搶，以後可以慢慢推進。

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