你知道什么是超级计算机吗?安装在国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”就是一台超级计算机。这个“超级巨无霸”几乎占据了一整层楼。“神威·太湖之光”是世界上第一台峰值运行速度超过十亿亿次的超大规模计算机,也是我国第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机。
超快的计算速度
在科幻小说《三体》中提到的超级计算机,每秒可以进行500 万亿次浮点运算。然而,“神威·太湖之光”超级计算机的峰值运算速度达到了每秒12.54 亿亿次。“神威·太湖之光”计算1 分钟,相当于全球72 亿人同时用计算器不间断计算32 年。“神威·太湖之光”的计算为何这么快?与只有一个“大脑”(CPU)的普通计算机不同,“神威·太湖之光”是由许多个“大脑”组成的“超级大脑”,它可以把复杂的运算任务同时分配给数万个“大脑”同时进行运算,大大提升了运算效能。
超大的协作规模
“神威·太湖之光”的“超级大脑”集聚了上千万个计算核心。如果把每个计算核心比作一个人的话,“神威·太湖之光”就相当于一个具有千万人口的超大城市。要让这1000 万“人”齐心协力完成一项任务,还要考虑到散热、供电、稳定性等问题,这真是一项超级挑战!“神威·太湖之光”通过精妙的系统设计和高速的网络互联,把众多计算资源集聚成一个整体,完美地解决了这些问题。
计算机“超人”
超级计算机是计算机界的“超人”。它的“超能力”主要体现在超强计算能力(大量高速计算节点)、超大存储能力(大量高性能存储节点)、超快数据传输能力(负责连通大量计算节点、存储节点等的高速互联网络)以及强大的输入输出设备(大量输入输出节点)。
超强算力,“跑分”第一,从来不是“神威·太湖之光”的目的。服务国家重大科技项目、解决各种科技工程难题才是它的神圣使命。如今,“神威·太湖之光”正默默地辛勤工作,在我国各个科研领域大显身手。截至目前,已有100 多家科研单位、100 多个大型应用在“神威·太湖之光”系统上运行,涉及气候气象、航空航天、生物药物、高能物理、生命科学、宇宙探索等多个领域。
气候气象
“神威·太湖之光”能处理海量数据,有助于提升人类应对极端气候和自然灾害的能力。
航空航天
“神威·太湖之光”完成了C919 大飞机多种飞行状态模拟,减少风洞试验次数,大大降低飞行器设计成本 。
生物药物
“神威·太湖之光”帮科学家筛选出潜在的新药分子,加速了药物研发的进度。
超算的未来
我国在超级计算机研究领域已取得了一定成绩,超级计算机数量位居全球第一。近年来,美国、日本等国也在不断提升自身研发实力,特别是在“量子计算”这一前沿领域取得了许多重大突破。为了在未来保持超算领域的竞争力,我们的科学家将继续在超级计算机的研发领域积极探索。
高能物理
“神威·太湖之光”拥有强大的计算能力,有效推动高能物理研究的进展。
生命科学
“神威·太湖之光”可以进行大规模的基因学研究,助力生命科学发展。
宇宙天文
“神威·太湖之光”创造出世界上最大的虚拟宇宙,帮助科学家更深入地研究宇宙的起源和演化。
什么是“量子计算”?
量子计算是一种新型的计算方式, 它利用量子力学原理来执行计算。量子计算机比传统计算机快得多, 量子计算机比超级计算机更“聪明”,能解决更多、更复杂的科学难题。在不久的将来,量子计算机有可能具备传统计算机和超级计算机无法企及的优势。