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“天河二號”耗資約1億美元 應用能力與美國差距大

http://news.sina.com   2013年06月17日 16:49   鳳凰網

  國防科技大學研製的“天河二號”超級計算機系統/新華社

  原標題:“天河”再登超級計算機世界之巔

  國防科大“天河二號”運算速度全球最快 專家稱應用水平與美國仍有較大差距

  晨報記者 徐妍斐 綜合央視報導

  昨天下午,國際超級計算機TOP500組織在德國正式發布了第四十一屆世界超級計算機500強排名,由中國國防科學技術大學研製的“天河二號”以峰值計算速度每秒5.49億億次,持續計算速度每秒33.86千萬億次的優異性能位居榜首。這是繼2010年我國“天河一號”首次奪冠之后,中國超級計算機運算速度重返世界之巔。“天河”也與“天宮”、“神舟”一道,成為國家競爭力的一個象徵。

  專家們表示,今后,全球最快超級計算機的位置將可能出現由中美日三國計算機交替把持的局面。

  全球超級計算機TOP500排名榜,是全球最權威的超級計算機榜單,以系統的Linpack實測速度為基準對超級計算機進行排名。

  研發耗資約1億美元

  “天河二號”的系統存儲總容量相當於600億冊每冊10萬字的圖書。假設每人每秒鐘進行一次運算,“天河二號”運算一小時,相當於 13億人同時用計算器算上1000年。

  美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室的“泰坦”從上次第一名降至本次第二名,其運算速度為17.59千萬億次,而“天河二號”的速度比它快近一倍。據媒體預測,美國能夠挑戰“天河二號”的下一台超級計算機預計到2015年才能出現,但業內人士認為,“天河二號”的桂冠也許只能持續幾個月,因為美國已經在研發下一代超級計算機。

  2010年,中國國防科學技術大學研製的“天河一號”曾在第三十六屆超級計算機TOP500榜單上名列第一,2011年時排名第二,2012年排名已下降至第五,今年,我國憑藉“天河二號”又重返冠軍領奬台。

  和“天河一號”相比,“天河二號”在核心指標方面有了大幅提升,它的峰值速度和持續速度都比“天河一號”提高了10倍以上,而兩者的占地面積相當。另外,對於執行相同的計算任務,“天河二號”的耗電量只有“天河一號”的1/3。這意味着“天河二號”有能力去解決一些過去“天河一號”所不能解決的問題。比如回溯地球上的氣候變遷歷史,“天河一號”可以模擬2000年前的變化,“天河二號”則可以模擬到5000年前甚至更遠;傳統手段研發新車,一般要經過上百次碰撞實驗、歷時兩年多才能完成,而利用“天河二號”進行模擬,只需3到5次實車碰撞、兩個月即可實現。

  “天河二號”由280人歷時兩年多研製完成,耗資約1億美元。2013年下半年,它將在廣州超級計算中心投入運行,其先導系統已開始為生物醫藥、新材料等領域用戶提供服務。

  廣州市科技和信息化局副局長吳奇澤表示,“天河二號”不僅將成為“智慧廣州”的心臟和大腦,還要服務於珠三角、港澳地區和整個中國。

  應用能力與美國差距大

  我國從上世紀70年代末開始進行超級計算機領域的研究,隨着我國改革開放的日益深化、國際合作日益加強,近年來我國超級計算機系統研發已進入世界領先行列。

  目前,美國擁有全球500強超級計算機的一半以上。中國大陸共有65個超級計算機進入500強榜單,位居第二。日本以30個位列第三。世界上運算速度最快的超級計算機寶座近年來一直被美國、中國、日本三國交替佔據。英國、法國和德國分別以29個、23個和19個位列第四至第六位。

  目前,我國國家級超算中心主要有天津中心、濟南中心、長沙中心、深圳中心以及正在建設中的廣州超算中心。雖然這些超算中心已經在我國科技和經濟建設領域發揮重要作用,但研發人員認為,“如果我們能把超算的應用充分地挖掘培養起來,現有的超算中心不是多了而是少了。”因為與美國等一些國家相比,在産業能力和應用水平等方面還有較大差距。超級計算機的應用涉及到各行各業,需要很多學科的深度學科背景和專業人才,才能將該領域的大型軟件開發出來。

  將交付廣州超算中心使用

  正如中科院計算機網絡信息中心超級計算中心主任遲學斌所言:“我們很多部件還依賴美國,我們也應該更加注重應用等方面的投入。

  作為廣州超級計算中心的主機,“天河二號”將在2013年下半年安裝交付。兩年前開始在天津超級計算中心運行的“天河一號”,至今已有600多家用戶。中心主任劉光明介紹說,“天河二號”研製成功后,很多老用戶迫不及待地提出新的使用申請。雖然能耗、編程等仍然是通向更大規模機器的技術障礙,但國防科大宣佈,將在2015年研製出十億億次超級計算機,2020年前后研製出百億億次計算機。

  超級計算機全球前五強

  排名 超級計算機 運算速度

  1 中國“天河二號” 每秒33.86千萬億次

  2 美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室的“泰坦” 每秒17.59千萬億次

  3 美國勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室的“紅杉” 每秒17.17千萬億次

  4 日本理化研究所的“京” 每秒10.51千萬億次

  5 美國阿爾貢國家實驗室的“米拉” 每秒8.59千萬億次

  各方競爭力比較

  國家或地區 上榜數量

  美國 253個

  中國大陸 65個

  日本 30個

  英國 29個

  法國 23個

  德國 19個

  [超級計算機能做什麼]

  神通廣大:上達航天工程,下至衣食住行

  如果把人們時常使用的普通計算機比作人走路的話,超級計算機就可以達到火箭飛行般的運算速度,它早已成為世界各國爭奪的一個戰略制高點。

  “天河二號”作為科技助力,將主要應用於大飛機研發、石油勘探、核電站建設以及大型裝備的設計製造等大科學、大工程、産業升級和信息化建設領域。

  “天河二號”工程副總指揮李楠介紹:“比方說一個核電站的設計,核反應堆如何工作,一比一的實驗很難實現,成本很高耗時很長。而超級計算機,則可用數字模擬的方式先把反應堆的工作原理充分進行驗證,模擬各種工況,最后得出結論后再進入實際實施階段。像載人航天、探月工程等大型科學工程都要用計算機進行模擬。隨着模擬量越大,精度要求越高,需要的計算能力就越強,因此現在很多大工程的實施都離不開超級計算機。 ”

  此外,“天河二號”在傳統産業的升級改造、産品創新上也能發揮作用,如支持智慧城市、電子政務、物聯網等應用。 “舉個通俗的例子,過去用傳統的方法來設計一個新汽車需要兩到三年時間,現在用高性能計算機的輔助手段來設計的話,最快三個月就能出一個新的車型。 ”

  隨着超級計算機服務能力的不斷拓展,專家介紹,很可能會誕生一個龐大的巨型機服務産業,面向個人用戶提供服務。 “具體來說,我們的衣食住行都有 ‘天河二號’的影子,‘天河二號’幫助新材料的研發,使我們的衣服變得更舒適、美觀;幫助科學家開展水稻、玉米、生豬的基因分析研究,改良它們的品種,使我們吃得更健康、更安全;幫助建築物的抗震防風設計和做天氣預報,幫助新型汽車、飛機、高鐵的設計製造。此外,還可應用於娛樂産業,現在通過超級計算機製作動漫和3D電影已經成為潮流。電影《阿凡達》動漫渲染製作耗時一年多完成。如果用天河二號,僅用1個月就可製作出與《阿凡達》動染效果相當的影片。 ”

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