光與電的碰撞間，計算速度正升至越來越高的位置。2016年，一臺國產(chǎn)超級計算機斬獲了多項國際級大獎，讓世界領(lǐng)略到“中國速度”，也讓全球記住了它的名字：“神威·太湖之光”。如今手握計算的“超級法寶”，“神威·太湖之光”的運營方國家超級計算無錫中心正積極組建超算互聯(lián)網(wǎng)，促使多臺超級計算機構(gòu)成宏大“超算宇宙”。今年7月，國家超級計算中心無錫中心鹽城分中心揭牌，將打造一個設(shè)施一流、功能齊全的高性能計算服務(wù)平臺。鹽城分中心是搭建超算互聯(lián)網(wǎng)的第一步，連接完成后，在無錫就可以輕松調(diào)度鹽城的算力，讓兩臺計算機共同求解一個任務(wù)。
全國產(chǎn)化研發(fā)，超快速度譜寫中國傳奇
這臺超級計算機到底有多快？數(shù)據(jù)來看，由全國產(chǎn)系統(tǒng)“申威26010”處理器構(gòu)建的超級計算機，峰值性能超過125petaflops。系統(tǒng)峰值性能12.5億億次，持續(xù)性能9.3億億次，性能功耗比每瓦特60.5億次。超算中心主任楊廣文的形容十分具體： “1分鐘的計算能力，大約是全球70多億人同時用計算器不間斷計算32年。”
算力之高，在于計算機實現(xiàn)了多核并行。如今，一臺擁有少量cpu的計算機已經(jīng)不能滿足當(dāng)下愈發(fā)復(fù)雜的計算需求?！拔覀冞@臺機器一共有40960個芯片，將近1100萬個核。計算機運行起來的時候，相當(dāng)于同時調(diào)動了1100萬個核來處理事情，這是一個非常艱巨的工作?！睏顝V文說。建造關(guān)鍵技術(shù)自主可控的國產(chǎn)化超級計算機，是大勢所趨。
值得欣喜的是，數(shù)年后這個裝配了國產(chǎn)芯的計算機“鋒利如初”，持續(xù)在國家級課題上大顯身手：近日，超算中心的高萍博士申請的青年科學(xué)基金項目順利獲批，項目“面向大規(guī)模二維材料體系的千萬核可擴展分子動力學(xué)模擬算法研究”，利用“神威·太湖之光”的強大計算能力，以期推動材料科學(xué)領(lǐng)域的研究。
用好計算“法寶”，增強國家“科學(xué)話語權(quán)”
“神威·太湖之光”的榮譽榜上，不僅連續(xù)四次問鼎世界超級計算機top500榜單，更有基于“神威·太湖之光”系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用“千萬核可擴展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬”與“非線性地震模擬”兩次獲得世界高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎——“戈登·貝爾”獎。
用最好的計算機，解決最核心的問題，得到最漂亮的結(jié)果，楊廣文如此形容超算中心近200人團隊的核心工作。這個計算界的“法寶”，正為越來越多的重要項目提供支撐。在清華大學(xué)、北京師范大學(xué)的接力攻關(guān)下，利用“神威·太湖之光”實現(xiàn)了全球3公里高分辨率地球系統(tǒng)數(shù)值模擬成果，不僅全面提高我國應(yīng)對極端氣候事件和自然災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)能力，還大大增強了中國在全球溫室氣體減排談判中的“科學(xué)話語權(quán)”。
超級計算機的應(yīng)用圖譜中，有針對國家重大需求問題的“頂天”工作，也有促進應(yīng)用的“立地”工作。風(fēng)力、太陽能發(fā)電曾因為供電量不穩(wěn)定而被視為“垃圾電”，借助超強算力實現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測后，重要性慢慢提升?！爸挥泄浪愕臏?zhǔn)確度超過80%才能夠使新能源所發(fā)的電并入國家電網(wǎng)，有效節(jié)約火力發(fā)電?！睏顝V文說。其實，大到燃?xì)廨啓C、船舶等重大裝備的研發(fā)，小到基因測序，都可以通過超算的算力完成——涉及的領(lǐng)域包含船舶工程、新材料新能源等20多個。
宏大“超算宇宙”，從算力支持轉(zhuǎn)為算力服務(wù)
超算中心內(nèi)，包括周捍瓏在內(nèi)的一批工程師，正在組建超算互聯(lián)網(wǎng)原型項目——可以將其想象為“超算宇宙”的連接器。原型項目可支持未來網(wǎng)絡(luò)帶寬升級和接入更多符合條件的國家級及其他各級超算中心、資源供應(yīng)商與用戶單位。簡單來說，能夠有效調(diào)動有空檔期的超算資源，讓用戶基于一個平臺調(diào)用多個相隔數(shù)千公里的計算機。上述鹽城分中心將率先驗證、應(yīng)用超算互聯(lián)網(wǎng)，未來算力網(wǎng)將與更多超級計算機聯(lián)動，構(gòu)建龐大的“超算宇宙”。
龐大“超算宇宙”的終極目的，連接多臺計算機并肩“作戰(zhàn)”。正如鹽城分中心的建造目的：讓超級計算機產(chǎn)業(yè)化?！斑@臺計算機的使用是有門檻的，像遠(yuǎn)景、商發(fā)這樣的大企業(yè)，有能力自研仿真軟件，我們可以在它們的基礎(chǔ)上為軟件做高性能改造，用我們的算力來‘跑’軟件，提高仿真的并行規(guī)模和效率。但不少需要算力的中小科技型企業(yè)甚至不知道如何使用超算這個工具?！敝芎喘囌f。
算力真正“下沉”的前提是超算與企業(yè)合作的思路從“硬件端”轉(zhuǎn)向“服務(wù)端”?！拔覀冡槍μ囟ㄐ袠I(yè)、特定場景開發(fā)了多款定制app，就像一個計算公式，用戶只要輸入?yún)?shù)就可以基于超算強大算力完成工業(yè)仿真?！敝芎喘囌f。鹽城分中心試水成功之后，超算互聯(lián)網(wǎng)將聯(lián)動來自北京、廣東等多地的超級計算機，為制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供重大利好。