中国成功研制千万亿次超级计算机

■中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家

　　■其为世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一

　　千万亿次超级计算机系统——“天河一号”，将于2009年底至2010年在天津滨海新区安装部署，成为国家超级计算天津中心的业务主机。


　　国家超级计算天津中心将成为我国首个具有千万亿次计算能力的超算中心，跻身世界少数几个具有千万亿次计算能力的超算中心行列。

　　随着第一台国产千万亿次超级计算机29日在湖南长沙亮相，作为算盘这一古老计算器的发明者，中国拥有了历史上计算速度最快的工具。

　　存储量：4个国家图书馆藏书量之和

　　每秒钟1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能，使这台名为“天河一号”的计算机位居同日公布的中国超级计算机前100强之首，也使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

　　这个速度意味着，如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机得算160年。“天河一号”的存储量，则相当于4个国家图书馆藏书量之和。

　　超级计算机又称高性能计算机、巨型计算机，是世界公认的高新技术制高点和21世纪最重要的科学领域之一。

　　作为中国高技术研究发展计划（863计划）中的一个重大项目，“天河一号”的设计始于2008年。

　　七创新：综合技术水平位居世界前列

　　国防科技大学是“天河一号”的研制者。1983年面世的中国第一台亿次计算机“银河一号”，同样诞生在这所大学。

　　国防科技大学校长张育林说，采用了“多阵列可配置协同并行体系结构”等7项关键创新技术的“天河一号”，综合技术水平位居世界前列，具有高性能、高能效、高安全和易使用的特点。

　　在实现技术跨越的同时，由200多人组成、平均年龄为36岁的“天河”团队还首次尝试了军地合作、多家单位协同攻关的开发模式。

　　总重量：155吨，占地面积近千平方米

　　中国传统文化里，“天河”是银河的别称。张育林说，这台计算机的名字暗示着天津与“银河一号”计算机诞生地之间的合作。

　　2010年年底之前，这台由103个机柜组成、占地面积近千平方米、总重量155吨的庞大计算机将安装到中国两个国家级超级计算中心之一的天津中心，向国内外用户提供超级计算服务。

　　国家超级计算天津中心主任刘光明说，“天河一号”将在资源勘探、生物医药研究、航空航天装备研制、金融工程、新材料开发等方面得到广泛应用。

　　“‘天河’的平台是开放的，我们愿意与全世界共享中国的创新成果。”刘光明说。

　　千万亿次计算机·背景

　　世界超级计算机及排名

　　1993年，德国曼海姆大学汉斯、埃里克等人发起创建了全球超级计算机TOP500排名榜。之后，每年排名两次。

　　美、英、法、德、日是超级计算机研发和应用的传统强国，其中美国具有绝对优势地位。2009年6月TOP500排名中，美国占据291席，欧洲占据145席，亚洲49席，其中第1至第10名均为美国的产品，部署在美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室的IBM“Roadrunner（走鹃）”名列世界第一，峰值性能达1456万亿次，Linpack实测速度为1105万亿次。在亚洲，除日本外，印度、韩国已有多台系统进入了TOP500榜单。

　　近年来，中国已有多台超级计算机系统陆续进入了TOP500榜单，达到的最好名次是世界第10名。

　　千万亿次计算机·评说

　　中国超级计算机前100强排行榜（Top100）发起人之一、中国科学院软件研究所研究员张云泉说：“我国超级计算机与国际先进水平的差距，正在不断缩小。”

　　国家863计划“高效能计算机及网格服务环境”重大项目总体专家组组长钱德沛说：“这是一个很重要的阶段性成果，在国际上会有很好的排名。”

　　美国斯坦福大学计算机系主任、NVIDIA公司首席科学家比尔·戴利（Bill Dally）说：“中国的天河计算机采取的CPU与GPU融合的结构代表了未来高性能计算机的发展趋势。这种结构虽然不是唯一的解决方法，但目前看来是最好的。”

　　德国Prometeus公司咨询专家、世界超级计算机500强排行榜代表霍斯特·基尔特（Horst Gietl）说：“研制千万亿次计算机是很难的，中国在这一领域有所斩获。”

　　千万亿次计算机·运用

　　“天河一号”离老百姓有多远?

　　“天河一号”将面向全社会开放

　　中国在首台国产千万亿次超级计算机“天河一号”昨日公开亮相的同时宣布，这一最新科技成果将面向全社会开放。

　　“超级计算机似乎只和科学研究联系在一起。但事实上，在和大众生活息息相关的各个领域，我们都可以看到超级计算机的身影。”中国科学院院士周兴铭说。

　　看得见

　　很多人并不知道，人们习以为常的种种生活方式，都有超级计算机的参与。

　　网络服务。在网络日益普及的今天，面对数千万、数亿用户的访问请求，服务器必须有强大的数据吞吐和处理能力。而这正是超级计算机发挥作用的舞台。高性能服务器每秒钟可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和服务,保证服务质量。

　　天气预报。天气预报的结果，也是由超级计算机计算而来。目前世界最高水平可预报8天，我国为5至6天。但对于中长期预报特别是气候预报来说，目前世界上的超级计算机仍然是无法满足需求的。世界上公认的说法是，天气预报时效每增加一天，气象和计算机界需要努力10年。

　　生物制药。研制一种新药,从化合物筛选到临床试验,一般需要10到15年的时间。使用超级计算机,以计算机模拟的手段,科学家可以在较短的时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物,不仅节省了购买真实化合物的大量资金,而且大大缩短了药物研发的周期。

　　离不开

　　周兴铭说，各种尖端科学技术，都需要超级计算机支撑，国民经济中很多重要的产业也都离不开高性能计算机。

　　我国第一个用上超级计算机的行业是石油勘探，上世纪80年代开始使用“银河”系列计算机。怎么把地下的石油尽可能多地采出来，需要靠超级计算机；汽车安全性的碰撞实验，需要用超级计算机进行先期模拟；集成电路设计，如何在一平方厘米大小的芯片上把几十亿个晶体管连接成需要的电路、需要的性能,也要靠超级计算机帮助设计……

　　据“天河一号”工程办公室主任李楠介绍，上个世纪末期，西方发达国家的汽车、建筑、金融、动漫等行业已经开始普及巨型机。金融产品投资运用超级计算机计算是否盈利，能精确到几分几秒出手。近几年,超级计算机在中国的应用迎来了一个高峰期。

　　想得到

　　在可以预见的未来，超级计算机还会给生活带来什么样的改变？

　　虽然目前超级计算机的计算能力不直接面向用户，李楠认为，随着超级计算机的服务能力的拓展，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。

　　“比方说，未来的天气预报可能进一步定时化，个人可以随时询问某个局部区域在某个特定时间段的天气情况。”李楠说。

　　有学者曾说，超级计算机如同伽利略的望远镜，让人们从观察宇宙中，发现了深刻影响人类社会的一系列规律。