“超級計算機，體現(xiàn)著一個國家在全球信息技術(shù)競爭中的強國地位，是支撐綜合國力提升的國之重器。40年來，我國超算經(jīng)歷了從無到有、從跟跑到局部領(lǐng)先、從關(guān)鍵核心技術(shù)引進(jìn)到實現(xiàn)自主可控的艱難發(fā)展歷程。”這是近日江蘇無錫舉行的國際技術(shù)轉(zhuǎn)移大會上，來自國內(nèi)超算領(lǐng)域?qū)＜覀兊墓沧R。

　　說起40年來我國超算研制、創(chuàng)新、應(yīng)用的“超常發(fā)展”成果，親歷中國超算事業(yè)發(fā)展的國家超級計算無錫中心主任楊廣文教授告訴記者：“自1978年我國啟動首臺巨型機‘銀河-Ⅰ’研制以來，目前已在天津、深圳、濟南、長沙、廣州和無錫建成6個國家級超算中心，13次拿下世界第一 。這是舉國之力所鑄就出的‘國之利器’。”

　　突破封鎖 讓大型科學(xué)計算不再受制于人

　　超級計算機是國際高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競爭的制高點，對國家安全、經(jīng)濟和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義。上世紀(jì)70年代，首臺超級計算機問世后，國際上對超級計算機需求猛增。發(fā)達(dá)國家在重點產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，已利用超級計算機取得多方面突破。

　　當(dāng)時，美國、日本等在關(guān)鍵核心技術(shù)上，就對中國全面封鎖。那時，我國由于沒有高性能的計算機，勘探的石油礦藏數(shù)據(jù)和資料不得不用飛機送到國外去處理，不僅費用昂貴，而且受制于人。

　　“超算由大量的計算節(jié)點組成，每個計算節(jié)點由一些CPU組成，計算節(jié)點由高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接起來，另外，還有大規(guī)模存儲系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和冷卻系統(tǒng)等。我國要想在短時期發(fā)展超算，在超算核心技術(shù)上有重大突破，跑在世界前列，不是一件輕易能夠?qū)崿F(xiàn)的事。”江蘇理工學(xué)院計算機工程學(xué)院郁錢博士說。

　　我國政府高度重視發(fā)展超算，于1978年正式啟動巨型計算機研制工程。然而，由于當(dāng)時技術(shù)基礎(chǔ)、生產(chǎn)工藝等都與先進(jìn)國家存在巨大差距，要一下子把計算速度提升到每秒一億次，面對著一個一個難題。

　　5年里，承擔(dān)此項艱巨任務(wù)的研發(fā)團隊，解決了無數(shù)個基礎(chǔ)理論、技術(shù)和工藝難關(guān)，攻克了數(shù)以百計的關(guān)鍵技術(shù)難題，創(chuàng)造性地提出了“雙向量陣列”結(jié)構(gòu)，并完成整體設(shè)計，比原計劃提前一年研制成功“銀河-Ⅰ”巨型計算機，系統(tǒng)達(dá)到并超過了預(yù)定的性能指標(biāo)，機器整體穩(wěn)定可靠。這標(biāo)志著中國成為世界上少數(shù)幾個能夠獨立設(shè)計和研制億次巨型機的國家。

　　后來居上 中國超算快速走向自主可控

　　“我國的超算是從一窮二白做起的。在2002年之前，TOP500上就沒有中國的超算，或者說中國超算本身就很少。從2002年之后，經(jīng)過15年的高速發(fā)展，無論是中國超算的上榜數(shù)量還是性能，都呈指數(shù)級增長。特別是‘神威·太湖之光’實現(xiàn)了真正的安全自主可控。”楊廣文說。

　　面對各國在超級計算機上展開的激烈角逐。我國自“十二五”開始，基于自主可控超算系統(tǒng)的軟件與應(yīng)用考慮，重新布局超級計算機的研制工作。其中，“神威·太湖之光”就是863計劃的一項重大科研成果。

　　“神威·太湖之光”是由國家并行計算機工程技術(shù)研究中心研制，運算系統(tǒng)全面采用了由國家高性能集成電路設(shè)計中心通過自主核心技術(shù)研制的國產(chǎn)“申威26010”眾核處理器，實現(xiàn)了對該領(lǐng)域產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代 。

　　“‘神威·太湖之光’也是我國第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界排名第一的超級計算機。到目前，以每秒9.3億億次的浮點運算速度，連續(xù)四次在全球超級計算機中奪冠。”國家超級計算無錫中心主任助理、研發(fā)部部長甘霖說。

　　E級計算被公認(rèn)為“超級計算機界的下一頂皇冠”，是國際上高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競爭的制高點。為此，我國面對未來新的挑戰(zhàn)與考驗，超前布局了下一代超算，在“十三五”國家重點研發(fā)專項中，重點支持三個不同技術(shù)路線的E級原型系統(tǒng)。

　　目前，我國E級超算系統(tǒng)研發(fā)正在穩(wěn)步推進(jìn)之中，將全面打造國產(chǎn)超算生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)中國超算可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。

　　加速應(yīng)用 發(fā)揮“國家重器”特殊作用

　　國家超級計算無錫中心主任楊廣文認(rèn)為，超級計算機被稱為“國家重器”，屬于國家戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)展超算，關(guān)鍵要能夠服務(wù)于國家特殊需要，服務(wù)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　“神威·太湖之光”是安裝在國家超級計算無錫中心的超級計算機，在多個國家重大科研項目上得到應(yīng)用，涉及天氣氣候、航空航天、船舶工程、海洋環(huán)境、石油勘探、生物信息、藥物設(shè)計、電磁仿真、量子模擬、先進(jìn)制造、新材料、新能源等20多個應(yīng)用領(lǐng)域，并支持了包括科學(xué)與工程計算、大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域的10多個國家重大專項和重點研發(fā)項目，200余項應(yīng)用課題達(dá)到百萬核心計算規(guī)模。

　　特別是其中22個大型應(yīng)用能夠高效運行整機計算資源，并行規(guī)模達(dá)到千萬核心，并取得了一批高水平的應(yīng)用成果。在6個入圍國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎——“戈登·貝爾”獎的重大應(yīng)用中，“千萬核可擴展非靜力大氣動力學(xué)全隱式模擬”和“非線性大地震模擬”2個應(yīng)用，分別獲得2016、2017年度“戈登·貝爾”獎。

　　在業(yè)內(nèi)人士看來，銀河、曙光、天河、神威等我國系列超級計算機，已經(jīng)融入國家發(fā)展的方方面面。下一步，隨著我國新一代百億億次超級計算機系統(tǒng)的研制工作順利推進(jìn)，未來將繼續(xù)推動國家的科技創(chuàng)新、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，推動大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，共同為解決人類發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)發(fā)揮重要作用。（過國忠）