大国超算超常发展二十年0节能

神威太湖之光超级计算机。资料图片

运算1分钟相当于72亿地球人同时用计算器不间断计算32年相当于200多万台普通电脑，这是对目前世界上最快提高医护人员专业素质的超级计算机我国神威太湖之光超级计算机计算能力的形容。这是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。国际TOP500组织在德国法兰克福举行的2016世界超算大会上，宣布其为2016年的世界冠军。在今年6月19日的2017世界超算大会上，神威太湖之光再次夺冠，天河二号名列第二，这是两台机器第三次联手占据榜单前两名位置。

而更快的E级每秒计算百亿亿次的超级计算机，有望在2020年左右推出，神威曙光天河等系列超级计算机的研究团队正在加紧研制E级机。

国家持续投入 20年超常规发展

我国的超算确实是走过了一条超常规发展之路。按照国际常规，20年计算速度提高100万倍，而我们在过去20年里，超算运行速度提高了5000多万倍。钱德沛教授说。他是国家863计划高效能计算机及应用服务环境重大项目总体专家组组长，已连续15年担任3个超算重大专项的负责人。

863计划的超算事业起步于上世纪90年代初。超级计算机后来被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(年)》中，计划到2020年达到千万亿次计算能力。

现在回头看，当时的目标保守了，千万亿次我们2010年就达到了。钱德沛回忆，当时对于超算的发展路径还有一些强化追究。通过审计争议。在这一阶段，国家增加了项目经费投入，从最初的6.4亿元增加到9.3亿元。

我国超算取得的成就引起了国际重视，2011年世界超算大会上，钱德沛受邀作特邀报告，这也是中国人第一次被世界超算大会邀请作大会报告。

高效能计算机及应用服务环境是从2011年开始的第三个863重大项目，从这个重大项目的名称看，更加强调应用。项目实施期正处于十二五计划期间，我国超算的计算速度又提高了近50倍，天河二号神威太湖之光相继成为世界上最快的计算机。

总结我国超算的发展之路，钱德沛认为，这是国家持续支持的成果，首先在国家层面优先发展，持续投入，集中力量办大事，中央、地方政府、应用部门多渠道支持;其次，也是科技界团结协作的结果。

其实，我们在超算领域的投入还是比较少的，有些环节，5年得到的项目经费投入也才100万元。在有限经费条件下，我们强调协调发展，走了一条不同于欧美超算发展的道路。钱德沛说。

被卡脖子 走出自主可控之路

就在我国超算奔跑在快速路上时，遇到了新问题美国芯片禁运。

2015年2月，美国商务部将我国国家超级计算长沙中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算天津中心和国防科技大学四家机构列入芯片限售之列，而这些机器使用的是英特尔微处理器芯片。当时，作为世界上运行最快的计算机，天河二号连续拿下了四连冠。

美国是感觉到了某种威胁，害怕我国一直占据超级计算机性能的世界冠军位置。中国计算机学会高性能计算专业委员会秘书长、中科院研究员张云泉当时在接受中国青年报中青采访时，首先点到了美国的痛处，因为在此之前，美国、日本等国一直处于超算领域领先位置，我们进步虽快，但也暴露了一个问题，就是我们一直忽略核心处理器的自主化，随时会被人卡脖子。

国防科技大学教授、时任天河二号系统主任设计师卢宇彤随后明确表示，天河二号系统的100P系统升级目标不会变，时间也在可控的范围内。

禁运促进了我们在超算领域的自主研发。钱德沛在接受中国青年报中青采访时说。

禁运第二年，安装在国家超级计算无锡中心的神威太湖之光登顶世界冠军。除了运行速度引人瞩目，全面采用国产众核芯片申威和操作系统，软硬件完全国产化，这更激扬了国人志气。

十三五期间，高性能计算国家重点研发专项启动， 研制成功百亿亿次级(E级)计算机是重要目标。

E级计算机的方案中，自主可控是首要的，而能耗、应用性能、可编程性、可靠性等，都是我们面临的重大技术挑战。钱德沛说，从目前看，3个验证系统各有特点，采取不同的技术路线。但目前还没有形成完全可行的E级计算机的技术方案，需要继续探索。

在自主可控之路上，一批年轻科学家脱颖而出。张云泉被山东省政府弹性引进，任国家超级计算济南中心主任。卢宇彤任国家超级计算广州中心主任。一批70后、80后科学家，成为我国超算领域的技术领跑者。

计算惠民 要做超算强国

张云泉介绍，将落户青岛的E级计算机，是由国家超算济南中心、青岛海洋国家实验室、国家并行计算机工程技术研究中心联合申请的国家科技部重大项目，是国家实验室重大需求驱动下的超算研制的首次尝试。

我们一是要支持国家重大科技创新和战略性新兴产业，二是要服务地方经济发展。过去是机器牵引需求，现在变为需求驱动计算。张云泉介绍，济南超算中心提出要顶天也要立地，作为政府主导的超算中心，应用多元化，既有高端计算也要惠民。

2016年11月，基于神威太湖之光的一个应用项目获得了有着超算应用诺奖之称的戈登贝尔奖，这是我国首次获此殊荣。在最终入围的6个项目中有3个是我国的，都是基于神威太湖之光超级计算机的应用。

但是，我们依旧不是超算强国，离强国之路还很远。钱德沛分析，虽然在国际TOP500强排行榜上，我国超级计算机上榜的数量与美国相当，可是这不能代表我们的水平，因为大部分是互联应用的机器，而不是以超算为目的建立的系统。

钱德沛强调，排名不是我们发展超算的根本目的，促进大规模应用、解决国家面临的挑战性问题、带动中国计算机产业的进步，才是我们的目的。具体来说，要提高高校、科研院所运用超算进行研究、提高企业利用超算解决问题的比例，提高计算的普及程度。

现在超级计算机发展进入一个常态阶段，不可能长期像过去20年那样超常规发展。我们要抓紧建立起中国高性能计算发展的生态环境。钱德沛说。