神威·太湖之光超级计算机

中国自主研发的超级计算机

神威·太湖之光超级计算机是世界首台峰值运算能力超过每秒10亿亿次、拥有千万核的超级计算机，由国家并行计算机工程技术研究中心研制，安装在国家超级计算无锡中心，主要服务于中国国产大飞机C919精细数值模拟、天宫一号陨落路径预测计算等国家重大科技项目，是中国国内第一台全部采用国产处理器构建的世界第一的超级计算机。

研发背景

超级计算机，被称为“国之重器”，超级计算属于战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技制高点，也是一个国家科技实力的重要标志之一。

神威·太湖之光超级计算机作为国家863计划信息技术领域重大项目支持的课题之一，2014年由科技部立项，科技部的要求是建成全球一流的超级计算机和全球一流的超算中心。

组成结构

神威·太湖之光超级计算机由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门冰箱略大，打开柜门，4块由32块运算插件组成的超节点分布其中。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。

主要性能

1.峰值性能12.5亿亿次每秒

2.持续性能9.3亿亿次每秒

3.性能功耗比6051MFlops/W

世界排名

2016年6月20日，德国法兰克福国际超算大会（ISC）公布了新一期全球超级计算机TOP500榜单，由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威·太湖之光”以超第二名近三倍的运算速度夺得第一。

2016年11月14日，新一期全球超级计算机500强（TOP500）榜单，中国“神威·太湖之光”以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。算上此前“天河二号”的六连冠，中国已连续4年占据全球超算排行榜的最高席位。

2017年6月19日，在德国法兰克福召开的I SC2017国际高性能计算大会上，“神威·太湖之光”超级计算机以每秒12.54亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3亿亿次的持续计算能力，再次斩获世界超级计算机排名榜单TOP500第一名。

2017年11月13日，新一期全球超级计算机500强榜单发布，中国超级计算机“神威·太湖之光”和“天河二号”连续第四次分列冠亚军，且中国超级计算机上榜总数又一次反超美国，夺得第一。

2018年11月12日，新一期全球超级计算机500强榜单在美国达拉斯发布，中国超算“神威·太湖之光”位列第三名。

2020年6月，全球超级计算机Top500榜单公布，神威·太湖之光排名第四。

2021年，最新一期的全球超级计算机500强榜单公布，中国超级计算机“神威·太湖之光”，本次排名第四位。

2023年，最新的全球超级计算机500强榜单公布，中国超级计算机“神威·太湖之光”，本次排名第七位。

应用场景

以清华大学为主体的科研团队首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟，将全面提高中国应对极端气候和自然灾害的减灾防灾能力；国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟将为“天宫一号”顺利回家提供精确预测；上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究，大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。

2016年11月18日凌晨4：20时许（北京时间），2016年度“戈登·贝尔”奖的谜底终于在美国盐湖城举行的国际超算大会（SC16）上揭晓。中科院软件所杨超研究员与清华大学副教授薛巍、付昊桓等人联合北师大组成的研究团队凭借在“神威·太湖之光”上运行的“全球大气非静力云分辨模拟”应用一举摘得该项锦标。此次全球共有6项应用成果入围“戈登·贝尔”奖最终提名，其中3项都是依托“神威·太湖之光”完成的。其余2项应用分别为国家海洋局海洋一所与清华大学合作的“高分辨率海浪数值模拟”和中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。

获奖记录

2016年7月15日，吉尼斯世界纪录大中华区总裁罗文在北京向国家超级计算机无锡中心主任杨广文颁发吉尼斯世界纪录认证书，宣布中国自主研制的超级计算机“神威·太湖之光”是“运算速度最快的计算机”。

神威·太湖之光”超级计算机在成果应用上也取得了重大进展。在试运行期间，清华大学、北京大学、中科院软件所、中船重工702所、国家计算流体力学实验室等三十多家用户单位，在天气气候、航空航天、海洋科学、新药创制、先进制造、新材料等领域，与超算无锡中心建立了应用合作关系。其中，有三个在“神威·太湖之光”超级计算机上开展的应用课题荣获“戈登贝尔奖”提名。设立于1987年的“戈登贝尔奖”，被喻为计算机高性能应用领域的“诺贝尔奖”。这是中国人在国产超级计算机上的应用课题首次入围“戈登贝尔奖”，这一重大突破标志着中国超级计算机的应用能力也达到了世界先进水平。。

当地时间2022年5月30日，国际超算组织“TOP500”发布的榜单显示，美国最新推出的E级（每秒浮点运算百亿亿次）超算“Frontier”成功登顶全球，连续两年“霸榜”的日本超算“富岳”排名落到第二，芬兰新部署的超算“LUMI”挤进前三，成为欧洲超算领域的代表。

研制意义

中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉表示，“神威·太湖之光”是国内第一台全部采用国产处理器构建的世界第一的超级计算机。它是根据国家科技部863计划研制的，研制周期用了接近3年，但之前的预研时间无法估算。“其实，我们在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠军的能力，但当时出于保密考虑一直没有对外发布。”

对于中国超算的国产化情况，张云泉介绍说，按照评估，“天河”系列的国产化程度是70%左右，济南超算中心的“神威蓝光”超级计算机能达到85%以上，“神威·太湖之光”的处理器则是全国产的。

美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任西蒙称，“中国已在这场比赛中大幅领先”。超级计算机系统的每一部件均在中国本土制造意义重大。该实验室是超级计算机的主要用户，协助编制全球超级计算机500强名单。“TOP500”网站评论说，“神威·太湖之光”的性能结束了“中国只能依靠西方技术才能在超算领域拔得头筹”的时代。

《华尔街日报》20日称，“凭借一套搭载本土自主研发处理器芯片的世界一流超级计算机系统，中国巩固了在这一计算机最高领域的领导地位。神威·太湖之光”是中国首台未使用美国芯片技术且运行速度排名世界第一的计算机。“此前位列第一的‘天河二号’使用了英特尔公司研发的芯片，去年出台的一项美国出口禁令使该系统未能获得升级所需芯片。”

正如《华尔街日报》所说，中国863计划持续支持超级计算系统的研发，但在处理器设计制造方面，相当一段时间都不能摆脱受制于人的局面。

2015年4月，美国商务部发布公告，决定禁止向中国4家国家超级计算机机构出售“至强”（XEON）芯片。当时张云泉在接受《环球时报》专访时表示，禁售短期内可能造成“天河二号”升级计划拖延，但长期来看“是倒逼中国推进超算国产化战略的重要机遇”。

专家的话可谓一语中的。时隔一年，张云泉20日再次接受《环球时报》采访时，他对国产处理器发展得这么快、并且夺得世界冠军充满感慨。他表示，美国的芯片禁运反而缩短了中国的研制周期，使我们搞出了完全自主的高性能处理器和完全自主可控的超级计算机，“西方的芯片禁运对中国可谓利大于弊”。

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