揭秘“神威·太湖之光”超级计算机 到底有何优势
3天后，降雨云层将移动到哪里？海啸预警能否第一时间发送出去？如何建设风道以便污染物扩散？借助超级计算机的强大运算和模型处理能力，这些问题都有望得到解决。
日前，德国法兰克福国际超算大会公布新一期全球超级计算机500强榜单，来自中国的&神威&太湖之光&荣登榜首。这台全球最快的计算机，到底有哪些过人之处？它可以在我们平时生活的哪些方面大显身手？
三招&必杀技&
在国家超级计算无锡中心，&神威&太湖之光&的机身安放在一间约1000平方米的房间内。它由40个运算机柜和8个网络机柜组成，里面放有40960块高性能处理器；其峰值运算速度为12.5亿亿次/秒，持续性能为9.3亿亿次/秒，双双位列全球第一。
&简单来说，这套系统1分钟的计算能力，相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。如果用2016年生产的主流笔记本电脑或个人台式机作参照，它相当于200多万台普通电脑。&国家超级计算无锡中心主任杨广文作了一个形象的比较。
中国科学院计算所研究员张云泉介绍，&神威&太湖之光&之所以如此厉害，关键在于具备三招&必杀技能&：
第一招&&速度较量，唯快不破。&神威&太湖之光&的运算速度是此前的世界冠军&天河二号&的3倍。在超级计算机基准程序测试中，&神威&太湖之光&仅用4小时就完成了&天河二号&20多个小时才能完成的运算任务。
第二招&&最强大脑，中国芯。超级计算机主要依靠提高并行度和设备规模来提升计算速度。&神威&太湖之光&拥有超过1000万个处理器核，远远超过 &天河二号&的300多万个。更令人振奋的是，&神威&太湖之光&是完全采用中国芯&&&申威26010&，制造出来的最强大的超级计算机。&申威 26010&是一个只有5厘米见方的高性能处理器，却集成了260个运算核心、数十亿晶体管，其单芯片计算能力相当于3台2000年全球排名第一的超级计 算机。
第三招&&绿色节能，又快又省。&神威&太湖之光&的功耗比达到每瓦60.51亿次，在运行速度和持续计算能力大幅提升的同时，功耗不升反降。
&算天算地算人&
以美国为例，超级计算机应用大致可分为几类：一类是与国家安全密切相关的使命性应用，如美国能源部各国家实验室从事的核武器设计、试验、改进和安全 储存的研究，需要超级计算机进行全物理、全系统、真三维的数值模拟；一类是应对环境、健康等重大挑战，如聚变能源、全球气候变化、新材料设计、新药创制 等；还有一类是以计算促进基础科学研究和重大科学发现，如在宇宙起源、脑功能、基因和蛋白质组学等方面的应用。
&超级计算机应用可以简单概括为三个词：算天、算地、算人。&中国科学院深圳先进技术研究院副研究员陈荣亮表示。不论是在石油勘探、生物信息、新药 创新、材料化工，还是环境科学、船舶工程、航空航天设计、传统制造业改造等方面，超级计算机都可以发挥作用。同时，基于人工智能技术发展，大数据、金融计 算等将成为超级计算机应用的新领域。
目前，中科院深圳先进技术研究院正在国家超级计算无锡中心进行一项课题&&深圳市污染物扩散模拟。通过超算模拟，可以根据目前污染物的情况，计算出未来一段时间的大气污染物浓度和分布，从而精准进行区域空气质量预报。
&现在已经可以实现倒推排查究竟是哪个排放点导致了某次大气污染，未来将能够实现每个小区、每个居民点空气质量的准确预报。&陈荣亮说。
而在医疗领域，超级计算机能够通过扫描真人的血管系统，运用3D建模技术建立动脉系统模型，成功地再现人体动脉系统。陈荣亮日前使用&神威&太湖之光&对人体血流进行了模拟与分析。
&过去，对一个可能发生脑梗塞的病人，医院难以判断是否要进行支架手术，一般都会通过从大腿动脉处放进测压导丝进行测量。这种方式既危险又痛苦。如今，经过模拟计算，只要血流储备分数小于0.8，就可以做手术。&陈荣亮说。
英国《柳叶刀》杂志还进一步推测，通过超级计算机的大量运算，可以有效模拟人体器官对各类药物的反应。这样做能够大大缩短新药物的研发时间，让各类新药物尽快为患者服务。
此外，法国石油巨头道达尔早在2013年，就启用超级计算机进行石油资源勘探。借助其强大的运算能力，道达尔可以更加精确地判断石油蕴藏的规模及开 采几率。美国波音等航空制造企业，也开始大量使用超级计算机进行包括发动机、飞机等的辅助设计。而在好莱坞，众多电影制作公司也尝试使用超级计算机进行电 影后期特效处理，《阿凡达》《2012》等影片的强大特效就利用到了各种类型的超级计算机。
目的是造福人类
在全球超级计算机500强榜单上，名列前十的除了&神威&太湖之光&，还有中国的&天河二号&、美国的&泰坦&与&红杉&、日本的&京&、瑞士的 &代恩特峰&、德国的&花尾榛鸡&等。在运算速度上，&神威&太湖之光&接近&泰坦&的5倍，超过排名第二到第五的超级计算机运算速度总和。
但要真正从&超算大国&发展为&超算强国&，我们还面临核心技术、软件配套及应用前景拓展等多方面的障碍。
核心技术上，虽然我国的超级计算机发展取得了很大成果，但其中需要解决的关键技术环节还比较多。以能耗为例，&神威&太湖之光&一年的用电量达到15兆瓦时，相当于3个清华大学的用电量。倘若要进一步使运行速度提升至百亿亿次，相关能源消耗恐怕非常惊人。
软件配套上，存在&重硬件、轻软件&的倾向，导致目前相关商业应用软件主要为国外所垄断。据统计，国内超级计算机研发经费中用于开发应用软件的不足 10%，而在美国这一比例为30%以上。&某种程度上说，超级计算机系统的应用比计算机本身更重要。因为没有软件，计算机就是个空壳。&陈荣亮透露，我们 正在逐步加大软件的研发，但相关人才还比较匮乏。
应用前景拓展上，超级计算机投入商用还面临一个市场信任的问题。2014年4月&天河二号&试运行对外开放期间，只有120家企业和研究机构选择试用，许多商用飞机公司宁可使用过时的计算平台也不愿意采纳这一新系统。
另外，如何打造便携式超级计算机，并推进与人工智能技术融合，是超级计算机商用化、终端化不可回避的问题。
&超级计算机的发展根本动力来自于需求，超级计算机的最终目的应该是造福人类。在这一基本认知下，中国发展超算应该从需求出发，解决最迫切的应用问题。&863重点专项专家组组长钱德沛强调，我们要有争第一的意识，但不要太在意，还是要从应用出发。
未来，我国超级计算机应在四个方向发挥作用：首先是全球高分辨率模拟，为气候变化研究提供量化研究的基础；其次是先进制造，强大的计算机将助力&中 国制造&转向&中国创造&；第三个方向是生命科学，为研发新药和探索生命奥秘提供支撑；第四个方向是大数据分析。应用需求和算法的发展，将不断推动超级计 算机跑得更快、更强。
来源：解放日报
（见习编辑 刘小笛）
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违法和不良信息举报电话：027-[喷应用不行的进来走两步]神威太湖之光不仅性能第一 太湖之光三项应用入围国际超算应用水平最高奖项 占入围项目的一半
戈登贝尔奖 国际高性能计算应用领域最高奖 堪称高性能计算机领域的诺贝尔奖虽然只是入围 但是一共入围的项目就6个 中国太湖之光系统上就占了三个项目
不管最终时候获得
但是这个水平就是所说的应用水平不行？？[url]/47871.html[/url][b]前两天TOP500公布了2016年上半年的全球HPC超算排名，位于无锡的神威太湖之光不声不响地挤下了此前六届冠军天河2号夺得第一，并且把最高性能从33PFLOPS提升到了93PFLOPS(9.3亿亿次)，理论性能更是率先突破10亿亿次，达到12.5亿亿次。这则消息已经公布，国内外都在热议，一方认为用国产处理器打了美国封锁的脸，[color=red]另一方则认为中国建超算没什么意义，浪费投资，因为应用跟不上。对于这点质疑，太湖之光其实在应用上也同样有了突破，国人30年来首有超算应用入围了高性能计算领域中的戈登贝尔奖，占了入围项目的一半。[/color][/b][img]/news//taihu4.jpg[/img]神威太湖之光不仅性能最强，超算应用上也有了突破神威太湖之光超算其Linpack浮点性能为93PFLOPS，理论性能是125.4PLFOPS，它使用了国内研发的申威SW26010处理器，260核心架构，乱序执行，频率1.45GHz，1个处理器就是1个节点，每个节点8GB DDR3内存，256个节点组成1个超级节点，160个超级节点互联连接，因此总计是40960个节点，个核心，内存容量1.3PB。神威太湖之光的主要规格在性能大幅飙升的情况下，太湖之光的功耗反而从天河2号的17.8MW降低到了15.37MW，计算下来其单位性能功耗达到了6GFLOPS/W，性能全球第一的情况下能耗比能排到全球第三。此前中国及世界最强的超算是天河2号，它使用了3.2万颗Intel Xeon E5及4.8万块Xeon Phi处理器，总投资是30亿人民币，太湖之光超算的性能达到了天河2号的三倍左右，但投资只有18亿(包括了研发、硬件及软件费用，不包括运营费用)，使用国产处理器的好处还是很明显的。话说回来，就算在性能、功耗、投资等方面取得了突破性成绩，仍有批评者认为太湖之光没什么意义，因为中国的超算全都是闲置的，应用跟不上，是面子工程。应用问题确实是有的，有些地方政府的超算中心也确实不是从市场需求出发的，不过这事在太湖之光上不一样了。[b]衡量超算应用价值也有个国际奖项，这就是被称作超算应用领域诺贝尔奖的“戈登贝尔”奖，从1987年建立以来，中国团队从未入围。今年，基于“神威·太湖之光”系统的三项全机应用已经入围，占全部入围数量一半。三项应用分别为中科院软件所与清华大学、北师大合作的“全球大气非静力云分辨模拟”；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”；中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。此外，在这3项应用中已经有2项的性能达到了30-40 PFLOPS，占了整个性能的近一半。虽然入围不代表最终一定都能当选，但在应用方面，太湖之光显然是做了准备的，而且取得了突破性进展，指责超算面子工程并不公平。[/b][size=130%]展示下某些人的姿势[/size]应用水平没有拿过戈登贝尔奖 超算不算世界排行榜第一
[quote][pid=95248,5]Reply[/pid] [b]Post by [uid=998328]mojiedd[/uid] ( 13:24):[/b]超算有榜单，超算软件也有榜单，这个榜单中国人确实没有拿过第一。[/quote][quote][pid=95248,5]Reply[/pid] [b]Post by [uid=998328]mojiedd[/uid] ( 13:53):[/b]并不存在脑补，gordon Bell 奖目前没拿吧，如果你觉得这个奖很野鸡或者软件很机密不屑于评奖的话就当我没说。[/quote]扬言中国超算根本没有软件环境 系统都搞不好 软件配套都没有 跑linpack成绩好是因为这个程序好优化 应用根本用不起来[collapse=一本正经的胡说八道][quote][pid=95248,2]Reply[/pid] [b]Post by [uid=227743]易风[/uid] ( 16:50):[/b]其实实际情况比 原文作者 更不堪所谓高性能计算 要依赖一套的生态圈比如Intel X86架构的生态圈 包括Intel的编译器 函数库 相应在X86架构上的 支持LINUX操作系统的 应用计算软件而就神威 天湖之光 所用的 CPU的架构是早已被抛弃的Alpha的架构，本身就没他的生态圈就好比 Intel 为安卓这个生态圈 有很多UI 很多的游戏支撑你非要重新弄 一个 诺基亚 塞班 是可以看起来不错 速度也可以很快但谁在你这边开发应用软件和支持呢------------------------------------所以神威 比起 天河 更加的不堪 就好比 日本的 京只能跑为数不多的 ..[/quote][quote][pid=95248,6]Reply[/pid] [b]Post by [uid=227743]易风[/uid] ( 15:17):[/b][b]Reply to [pid=95248,5]Reply[/pid] Post by [uid=]chinaISA[/uid] ( 13:10)[/b]linpack值说明不了问题，他本身就是一个比较容易移植的程序神威应该是Linux操作系统，而新的Linux操作系统的内核早就不支持Alpha，这会对应用的移植带来很多问题Linux也不会出针对Alpha内核的版本，当然 江南所牛逼 自己改内核 那另当别论 看看麒麟 看看 红旗 研发了多少年 哪个做到内核级了？------------------------------别提什么济南超算 利用率70%+我认识用超算的人多呢 没听过几个在济南超算算的当然你..[/quote][/collapse]这位HPC界的高手搞不清楚 linux的跨平台特性搞不清楚超算的软件使用环境而且HPC界高手从来没听说过中国内在太湖之光出来之前排行第四的神威蓝光 官方说的利用率都是吹牛歌功颂德这位高手还告诉我们 天河1 没人用 技术方案是逗逼 后来还给换了NV GPU
；不知道申请天河1机时排队的朋友什么感想这回3个太湖之光应用都入围 超算应用界的诺贝尔奖 戈登贝尔奖了 高手不要出来指点点什么吗 戈登贝尔评审组为中国歌功颂德
没有软件配套环境什么 什么实际应用项目30-40P运算量利用率全是吹的
我才有真相？
一个实际应用项目利用到了30-40p的计算效能意味着什么？？意味着一个应用几乎完整的用掉了原世界第一天河2号的整机峰值性能
呵呵 这个水平打脸不要打脸得太狠
那个帖子里还有人举安卓的例子来证明超算的跨平台，还说超算不是x86所以没有生态圈，当时真的有一种夏虫不可语冰的感觉
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=710269]sylvannus[/uid] ( 15:23)[/b]关键是这人还称自己是HPC圈子里的人还各种发明内幕
有一部分机柜换nv gpu的事是真的。。
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=1109139]十死血祭[/uid] ( 15:32)[/b]一个系统里两种并行优化思路完全不同的计算节点一起运行
几乎是不可能的
你程序怎么优化并行和向量利用除非是湖南那边那套机器用不起来 可能内部拆分成多个小系统了 才可能做局部更换
湖南那个项目管理上出了很大问题 几乎是浪费掉了
没用起来也不是上面说的那些原因但是整系统拆解开来 就等于是一个大机房里几套不同的系统分开运行了
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=]chinaISA[/uid] ( 15:36)[/b]具体原因不清楚 反正当时科大订了不少gpu
然后盘阵那块也是 各种坏。
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=1109139]十死血祭[/uid] ( 15:46)[/b]如果只是定了不少NV GPU的话倒不一定是是天河1用了天河2项目在确定方案用异核心构架的xeon phi之前 应该还会 在天河1的技术线上做下延伸
如果只是够几个柜子 比如几十
百把儿块的 很有可能是置换研究 或者是组小系统技术探路用的然后另一个可能就是湖南那边的幺蛾子 闲置太久 缺乏保养 估计会坏不少东西
拆解成小系统的话 更换GPU也是有可能的
但是让ATI的GPU和NV的GPU在一起用 就是OpenCL下优化肯定是只能保一个构架的效能 另一个就是能跑而已 效率肯定不高 所以混用完全没有意义啊
又不是整机更换GPU 天河1整机技术没可能再动了 天河2和神威太湖都转技术线了
不久要露面的天河2A 100P系统也不是GPU技术线
一个项目跑了天河2峰值性能……有点牛逼啊
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=]米饭1024[/uid] ( 16:00)[/b]3个入围戈登贝尔奖项目中 有2个是这水平
这是要日天=。= 这可是实际应用 而不是为了跑性能的数据包啊其他国家没这种超算的话做这种项目就要去挤占超算大量的时间
如果项目多的话
恐怕就只有放弃这种模拟规模 降低演算复杂度和精度来做了
[quote][pid=02996,1]Reply[/pid] [b]Post by [uid=]chinaISA[/uid] ( 16:04):[/b][b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=]米饭1024[/uid] ( 16:00)[/b]3个入围戈登贝尔奖项目中 有2个是这水平
这是要日天=。= 这可是实际应用 而不是为了跑性能的数据包啊其他国家没这种超算的话做这种项目就要去挤占超算大量的时间
如果项目多的话
恐怕就只有放弃这种模拟规模 降低演算复杂度和精度来做了[/quote]能黑的地方越来越少了…
逆向民族主义，大概永远都不会消失吧~~~
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid=]aboku 3rd[/uid] ( 17:12)[/b]一般中国吃瘪的帖子才比较容易火
[b]Reply to [tid=9502996]Topic[/tid] Post by [uid=]chinaISA[/uid] ( 15:11)[/b]被超算的功耗吓尿了我们4台主机满功率才16MW单台主机70%功率时，日耗油20立方米这超算真是用不起啊
挺好挺好，虽然不太懂。但是相信以后都会逐渐成为生活的一部分，国人本来就没理由比欧美白皮猪差，他们能做的我们照样能做。
[b]Reply to [pid=02996,1]Reply[/pid] Post by [uid]#anony_2383cb6bbbd17d2ff19e[/uid][color=gray](13楼)[/color] ( 20:37)[/b]说消耗 一艘驱逐舰出去慢速兜一圈也比这个消耗大当前位置： &
世界超算冠军“神威太湖之光”到底有多强？(2)
扫描到手机
15:44:16 &铁流 & &
因此，运算系统、存储系统、互联系统、操作系统、基础库、应用软件，以及监系统控、冷却系统、电源系统等都是超算的重要组成部分。因此，一些人称因国产超算使用美国Intel的CPU，因而不具备技术含量，将CPU等同于超算的全部技术的说法显然是非常不科学的。超算不是简单堆砌CPU有媒体引用所谓业内人士声称，&把足够多的手机芯片连起来就能超越天河2号。&但实际上，这个说法也是值得商榷的。因为堆CPU也是一个技术活，体系结构设计的不好，高速互联网络做的不行，系统软件做的不好，储存列阵做的不行，即使堆再多的CPU，超算的性能也上不去。简单粗暴的堆砌CPU根本不可能制造出一台超级计算机，更不要说是能与天河2号相匹敌的超算。另外，哪怕掌握了正确的堆砌CPU的方法，也不是单凭靠堆CPU数量就能获得一台能与天河2号相匹敌的超算。原因何在?因为超算建设不是简单的搭积木式的堆砌CPU即便堆砌了海量的计算卡，但受制于其他方面，比如高速互联网的技术水平，也会导致无法到达理论计算性能。具体来说，高速互联网络的难点在于超算的计算节点之间传输的数据量巨大，延迟要求严格，当互联网络效率不足，就会导致数据拥堵，大幅降低超算整机系统效率。而超算的计算节点越多，对互联网络的要求也就越高。因此，即使想通过堆砌CPU来提升运算能力，也会受限制互联网络的性能，造成这种做法并不能无节制的提升超算的性能受制于诸如互联网络以及其他方面的瓶颈，整机效率被拉低，导致实际性能并没有因为堆砌了更多的CPU而有所提高。另外，堆砌过多的CPU还存在功耗过大、机箱体积过大等问题，非常不利于日后的运营维护和使用，在超算市场基本不具备市场竞争力。正是因为高速互联网络的重要性，相对于在2015年才对中国四家超算中心禁售Intel计算卡，高速互联网络却早就被美国列入技术封锁的名单。在软件系统方面，控制少量计算节点和控制大量计算节点对软件系统的要求近乎于天差地别。软件系统必须保证每个超算计算节点的性能被发挥到最大才能充分挖掘出硬件上的潜力，否则，就会影响超算的整机效率。另外，TOP500头几名的计算节点大多在数千近万，甚至一万个以上，某几个计算节点损坏，并需要更新是常有的事。当计算节点损坏时，软件系统必须做到部分节点损坏时不会发生死机、报错等情况，不影响计算任务的持续。因此，如果没有一个好的体系结构，那么CPU的性能将无法全部发挥出来，而且堆砌的CPU数量越多，整个系统就越复杂，对高速互联网络、存储列阵、监控系统、冷却系统和软件方面的要求也就越高，整机效率的提升也就越难。而体系结构设计能力水平不够高的情况下，单纯堆砌CPU数量，反而会降低整机效率，无法提升整机性能。&神威太湖之光&牛在哪里TOP10新排名&神威太湖之光&刷新TOP500排行榜，依靠的是其强悍的双精浮点性能其高达125PFlops双精浮点峰值和93PFlops稳定性能让世人惊叹。其实，除了拥有举世无双的双精浮点性能之外，&神威太湖之光&还拥有整机效率高，整机功耗低、性能功耗比高，整机体积小等一系列优点。
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