四十年的中国超级计算机“势不可挡”

““天河”下一代百亿级（E类）超级计算机将在2021年左右开发. ”这是7月6日在天津举行的“纪念中国超级计算机和国家超级计算机40周年”新闻在“天津中心成立十周年”上宣布.

在争夺世界上最快的超级计算机的争夺战中，E级超级计算机是各个国家新一代超级计算机的重点. 即将面世的新一代“天河” E级计算机将对世界冠军产生冲击.

中国的超级计算已经走过了四十年，人工智能和大数据的时代正在相继出现. 中国超级计算机的发展将走向何方？会议吸引了超级计算和人工智能等前沿信息技术领域的知名专家学者，以及政府，资本，科研等领域的代表，共同提出了中国超级计算和高性能计算的发展思路. 性能计算应用程序.

中国建立了6个国家超级计算机中心，并获得了13次世界第一13次

超级计算机体现了一个国家在全球信息技术竞争中的强国地位神威蓝光超级计算机，它是支持提高综合国力的重要工具.

今天，中国超级计算机的开发，创新和应用开发从头到尾，从跟进到领先，都经历了40年的“超常态”发展.

1978年，中国启动了第一台巨型机器“ Galaxy-I”的开发； 2010年，“天河一号”首次荣登世界500强超级计算机榜首.

在过去的十年中，已经在天津，深圳，济南，长沙，广州和无锡建成了六个国家超级计算中心. 诸如“天河一号”神威蓝光超级计算机，“神威蓝光”，“黎明星云”，“天河二号”和“太湖之光”之类的超级计算机已经陆续登上了世界顶级的超级计算阵容. 今天，中国已经成为世界上超级计算机数量最多的国家.

国家超级计算天津中心主任刘光明说: “中国一共获得了世界第十三名，超级计算已成为中国向高铁展示的第三张名片和航空航天. ”

为纪念会议现场，许多经历了中国超级计算业务发展的专家学者回顾了过去40年，充满了感动.

自1970年代以来，自超级计算机问世以来，国际上对超级计算机的需求激增，中长期天气预报，航空航天，核爆炸模拟，石油地震勘探和工业领域的重大创新已经取得超级计算机使用方面的突破. . 那时，我国开始了国际封锁.

1978年，我国启动了超级计算机研发项目. 由于当时的技术基础和生产技术与发达国家之间存在巨大差距，因此很难将计算速度提高到每秒1亿次. 当时的国防科学技术大学计算机研究所所长慈云贵当时60岁，他发出了军事令状: “即使我过了老辈，我们也必须拥有自己的生活. 巨型机器！”

五年后，研发团队突破了关键技术，完成了总体设计，并逐一焊接了整个系统的250万个焊点. 终于成功开发了“ Galaxy-I”超级计算机，中国成为世界上少数能够开发数十亿台巨型计算机的国家之一.

计算天空，计算土地，计算人摆脱“无法使用”的偏见

现在在国防建设，技术创新和国民经济发展的各个方面，超级计算机“超级大脑”的强大支持是必不可少的.

在过去的十年中，中国的超级计算打破了技术创新与应用程序创新深度融合的新道路. 刘光明说，中国超级计算一直以来都是“头重脚轻”的事情. “重中之重”是为科学研究服务，增强国家的科技创新能力； “工地”是为工业发展服务，促进经济建设快速发展.

“天河一号”取得世界首个突破后，中国的超级计算进入了世界领先的行列，然后围绕超级计算实十年.

如今，超级计算机已成为可以“数天”，“数土地”和“人数”的“国家分量”，带动了重大的技术创新和产业创新. 从航空数值风洞，数值气象预测和宇宙演化模拟，到海洋动力学计算，石油地震勘探处理，再到高通量虚拟药物设计，遗传数据处理和工程数值模拟，以及高端设备设计，超级计算支持大量依赖高性能计算和数据处理的国际前沿技术创新领域，并大大提高了中国在国际技术上的地位和影响力.

天河一号从2010年11月全球超级计算机TOP500的最高排名开始已经运行了9年，它已经成为世界上运行时间最长的具有相同超级计算机操作和满负荷应用程序的系统. 天津市委常委，滨海新区书记张玉卓表示，天津滨海新区已逐步建立了以超级计算为基础，促进和引领智能创新与智能发展的完整的独立信息技术产业链. 行业.

“这表明，中国开发的超级计算机技术扎实，实用且易于使用. ”刘光明说，这也打破了对中国超级计算机的“幻想”的偏见.

科技部高科技司副司长梅建平说，下一步将是从全国象棋比赛的角度进行设计和总体布局，以支持国际象棋的建设. 国家超级计算机集中在关键区域，并连接超级计算机中心，使之成为真正的国家超级计算机网络已经形成了共享国家超级计算机资源的新模式.

有必要改变“硬度和柔软度”的观念，使普通百姓负担得起

百亿次超级计算是国家之间激烈竞争的里程碑. 目前，中国，美国，欧盟和日本已经宣布了相应的研发计划.

E级计算速度有多快？天河一号的峰值计算速度为每秒4700万亿次. 操作需要1个小时，相当于全国13亿人同时进行340年以上的计算. E级超级计算的计算速度是“天河一号”的200倍. 计算需要一个小时，这相当于全国13亿人口计算了7万多年.

目前，我国已开始开发100亿个超级计算机系统，并已开始进入E级超级计算时代. 在国防科学技术大学和国家超级计算天津中心等团队的合作下，“天河三号” E级原型机经历了两年多的持续研发和关键技术研究. 它于2018年7月成功开发并通过了项目验收. 在“天河三号”原型机之后，神威和曙光的数百亿原型系统也立即发布.

国家超级计算天津中心主任刘光明介绍说，“天河三号” E级原型系统实现了四项重大的自主创新，即三芯片“ Matron”多核处理器（Matrix-2000 +） ，互连接口芯片，路由器芯片； 4种类型的计算，存储和服务节点，超过10种PCB电路板；新型的硬件子系统，例如计算处理，高速互连，并行存储，服务处理，监视和诊断，基础架构等；用于操作，并行开发，应用程序支持和集成管理的系统软件子系统.

在成功开发“天河三号”原型系统之后，国家超级计算天津中心立即启动了计算应用测试. 国家超级计算天津中心应用与研发部主任孟祥飞介绍说，该测试涉及全国12个主要创新领域和数十个国家重点研发计划.

中国科学院，中国空气动力学研究与发展中心，北京近航天器系统工程研究所，清华大学，西安交通大学等附属的力学，物理，大气，计算等研究所该原型机进行了一系列的并行应用测试，涉及大型飞机，航天器，新发动机，新反应堆，电磁领域的50多种自行开发的高性能软件和开源软件. 模拟和其他领域.

该测试证明“天河3号”原型的计算能力超强. 只有6个机柜可以达到“天河1号” 120机柜的等效计算能力.

国家超级计算天津中心的下一步将依靠正在开发的“天河一号”和“天河三号”来构建五种主要的超级计算，云计算，大数据，人工智能和物联网50亿次超级平台该平台为国家技术创新和新兴产业的发展服务.

面对大数据和人工智能技术的动荡，超级计算（尤其是E级计算）如何创新以引领区域经济发展并促进传统产业的升级是许多研究人员关心的话题.

国家超级计算济南中心主任张云泉提到了中国超级计算目前遇到的一些瓶颈. 首先是在我国应用领域和软件开发方面存在出轨. 在超级计算应用很普遍的关键领域，例如制造业和基础科学研究中，大多数商业应用被外国垄断. “中国不仅花费大量的软件采购成本，而且软件升级也受到人们的欢迎. ”同时，中国的超级计算应用研发人员相对稀缺.

他建议，首先，我国的超级计算发展模型应从超级计算机的性能转变为应用需求. 同时，我们必须改变“重视硬件和软件”的观念，并继续支持超级计算应用软件的开发. 另外，必须注意人才激励机制和培训机制.

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