[科普中国]-超级计算机让人惊呆的还有这些

近日，在德国法兰克福召开的ISC2017国际高性能计算大会上，中国的“神威·太湖之光”以每秒12.5亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3亿亿次的持续计算能力获世界瞩目。

这个号称在一分钟内计算量相当于完成全球72亿人用计算器不间断计算32年的超级计算机，无论是颜值还是内在都让外国记者乃至世界都目瞪口呆，那么究竟是什么让它能够站在世界之巅？下面我们就一起了解一下。

被超级计算机的一分钟计算量惊呆的外国记者（来源节目《你所不知道的中国》）

整体构造

“神威·太湖之光”由40个运算机柜和8个网络机柜组成，每个运算机柜比家用的双开门冰箱还要大。柜门里，是4块由32块运算插件组成的超节点，每个插件由4个运算节点板组成，一个运算节点板又含2块“申威26010”高性能处理器，一台机柜就有1024块处理器，整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。

“神威·太湖之光”打开后的结构.gif（来源节目《你所不知道的中国》）

整个系统有1000万个核，而一般的电脑，16核就已经是很高的配置了。如果用2016年生产的主流笔记本电脑或个人台式机作参照，“神威·太湖之光”相当于200多万台普通电脑。

三招“神”之“必杀技”

要说这超级计算机到底具体哪些地方让人目瞪口呆，中科院计算所张云泉研究员为我们解读为以下三招“神”之必杀技——

第一招——速度较量，唯快不破。

张云泉表示，**“神威·太湖之光”的峰值运算速度已经达到了每秒12.54亿亿次，**是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。同时，其持续计算速度达到了每秒9.3亿亿次，是此前的世界冠军“天河二号”的3倍，是目前世界上持续计算能力最强的超级计算机。

在超级计算机基准程序Linpack测试中，“神威·太湖之光”仅用4小时就完成了“天河二号”20多个小时才能完成的运算任务。也就是说，“神威·太湖之光”的运算速度和计算能力都“完胜”此前的 “天河二号”，这个世界冠军实至名归。

“神威·太湖之光”性能参数

第二招——最强大脑，中国芯。

“神威·太湖之光”之所以拥有世界最快运行速度，当然还要归功于其强大的硬件支持。张云泉介绍说，超级计算机主要是依靠提高并行度和设备的规模来提升计算速度，“神威·太湖之光”拥有超过1000万个处理器核，远远超过天河二号的300多万个，从而极大地提升了其运算规模和并行度。

更加令人振奋的是，“神威·太湖之光”是首次完全用“中国芯”制造的中国最强大的超级计算机，此前“天河二号”使用的是英特尔至强处理器和Xeon Phi协处理器。作为“最强大脑”的“中国芯”，“申威26010”众核处理器这个只有5厘米见方的小小薄块，它集成了260个运算核心，数十亿晶体管，达到了每秒3万多亿次计算能力，单芯片计算能力相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机。40960个“中国芯”同时工作，让“神威·太湖之光”登上了世界计算巅峰。

申威26010众核处理器

第三招——绿色节能，又快又省。

“神威·太湖之光”的功耗比达到了每瓦60.51亿次，在运行速度和持续计算能力均大幅提升的同时，其功耗不升反降，成为世界上计算能力最强、但最绿色环保的超级计算机。

张云泉表示，以前TOP500的超级计算机，其功耗都比较大，而“神威·太湖之光”的持续性能和功耗比两项均属世界排名第一，并且远远地大幅领先其他超级计算机，这也体现出我国在超级计算机研制领域，不单单追求以“快”取胜，并且在自主可控、持续性能和绿色指标等综合性能方面都取得了突破性的进展，并且达到了新的高度。

未来使命：拥抱人工智能，造福人类

最后，若要问我们的“神器”有什么用？简单来说，就是“算天、算地、算人、算命”——所谓“算天”，即通过提高观测云层的精度，来提升天气预报的准确度；“算地”，即寻找失事飞机、评估环境污染等；“算人”则是通过模拟血流、心脏等人体部分，提升医疗工作者的诊断和治疗水平；“算命”则是通过分析你的社交特性，勾勒出你与众不同的个性。

可见，造福人类才是超级计算机的终极使命——它在能源、航天、生物制药等领域已经有了丰富而卓有成效的应用，截至目前，国家超级计算无锡中心已经承接了国内30多个重大应用项目。未来，超级计算机应该全力拥抱人工智能。中国科技部也启动了AI2.0计划，其中就包括研制AI超级计算机，如何让超算更好地满足人工智能的需求可能是发展的下一个热点。