【推荐】华夏科技——神威·太湖之光-神威新材料科技有限公司

中国科技拥有长远的发展历史。由于历史的原因，现时可考证到的古中国科学著作——包括农学、中医学、航海学、心理学、地图学等等多个学科内容。描述了当时的科学知识及技术的发现及发明，包括了算术、治病治法、活字印刷、建筑及铸造术、机械构造法、观星导航术以及地图制作。而今天，我们要讲的主题是中国科技的伟大成就——神威·太湖之光。

首先，我们先来讲述一下超级计算机的发展进程，超级计算机是指能够执行一般个人电脑无法处理的高速运算的计算机，规格与性能比个人计算机强大很多。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆（万亿）次以上。“超级计算”这名词第一次的出现，是出现在1929年《纽约世界报》关于IBM为哥伦比亚大学建造大型报表机的报告上。而它的作者，是在1960年代，由美国超级电脑设计师希穆尔·克雷在控制数据公司里设计出来的。超级计算机常用于需要大量运算的工作，例如数值天气预报、运算化学、分子模型、天体物理模拟等。

经过科技的不断发展，我们国家的超级计算机已经有了很大的成就了。神威·太湖之光就是其中的一个典例。神威·太湖之光 是由中国国家并行计算机工程技术研究中心研制的超级计算机，2016年6月20日在LINPACK性能测试中以 93 PFLOPS 测试结果超越天河二号，成为当时世界上最快的超级计算机。“太湖之光”的命名来源于无锡旁边的太湖。目前神威·太湖之光部署在江苏省无锡市的国家超级计算无锡中心，由清华大学负责运营。

神威·太湖之光的处理器采用完全国产化，也就是不使用英特尔等美国公司的核心产品而登上TOP500第一名宝座的超级电脑。该机组也被认为是中国政府面对美国政府限制英特尔、英伟达等厂商对华出售运算设备的正面回应，彰显了我们国家的自主能力和自强精神。

首先，我们来说一下神威·太湖之光的硬件组成，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级节点分布其中。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。每个单个处理器有260个核心，主板为双节点设计，每个CPU固化的板载内存为32GBDDR3-2133。

接下来讲解的是它的软件层面，神威·太湖之光采用的是基于Linux核心的神威睿思也是分布式操作系统，它已经有10多年历史，主要面向高性能领域和通用计算领域。中国工程院院士陈左宁表示，在通用计算领域，神威睿思操作系统的主要优势在于自主可控度高和安全性强等方面。该系统具有其自身的定制化实现的OpenACC2.0以帮助代码并行化。

而在性能方面，理论浮点数运算性能为125,435.9 TFlops，而LINPACK测试中的实际性能为93,014.6 TFlops，有74%的效率，相比天河二号（62%）以及排名第三的泰坦（65.8%）都要高。本机组的图形性能也较为突出，在Graph500排名中位列亚军。不过遇上存储器访问较为频繁的运算处理操作、整数数值较多的运算，存储器访问的樽颈效应就开始显现了。相较于天河二号系统功耗达17.8百万瓦（开启散热系统全速运转时则高达24百万瓦），神威·太湖之光仅使用15.3百万瓦，且每瓦性能达到 6 GFLOPS/W，截至2017年11月为止，在Green 500能效比排名中排名第20位。由此可以见到太湖之光的强大性能。

研究超级计算机，那肯定要说一下它的主要用途了。清华大学地球系统科学研究中心与计算机系合作，利用“神威·太湖之光”首次实现了百万核规模、高分辨率的地球系统数值模拟。此前，我们国家的地球模拟系统模式只能达到200公里网格规模的分辨率，但现在已可开展25公里网格分辨率的地球系统模拟工作，在海洋上可达到10公里分辨率。足以见到我们国家超级计算机的快速发展。目前，已经有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、新材料等领域与国家超算无锡中心开展了合作。2016年神威·太湖之光超级电脑上的“全球大气非静力云分辨模拟”应用软件得戈登贝尔奖，该奖项是颁发给超级电脑上的应用软件设计奖，因为硬件性能的有效发挥最终还是取决于软件设计，此前30年该奖都由美日两国获得，而我们首次打破了此规则。

总述，我们国家的超级计算机技术在世界也是属于数一数二，从这个处理器的国产化就可以看出我们国家科技实力。我们还在德国法兰克福国际超算大会（ISC）公布的新一期全球超级计算机500强榜单中以3倍于第二名的运算速度名列第一，是“运算速度最快的计算机”的纪录。神威·太湖之光能有此成就，得益于我们国家的大力支持和大量科研人士的不懈努力，为我们国家的科技发展致敬。

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