大國超算

1946年2月14日，世界上第一臺計算機“埃尼阿克”（ENIAC），在美國問世。它占地170平方米，重達30噸，肚子里裝著1.8萬只電子管，耗電量巨大，計算能力是5000次加法/秒運算。

放在今天，這數(shù)據(jù)處理能力還抵不上一只好點兒的“老人手機”。但是，從“埃尼阿克”誕生之日起，計算機技術(shù)已經(jīng)成為國防、科研、經(jīng)濟建設等領(lǐng)域最重要的技術(shù)支撐。計算機科學和計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)達程度已成為衡量一個國家的綜合國力強弱的重要指標。

今天，各個大國仍然在研發(fā)和使用占地數(shù)百平方米的超級計算機——它們的計算能力已經(jīng)達到10～20億億次/秒，是攻克重大科學、工程難題的戰(zhàn)略資源。

“神威·太湖之光”超級計算機安裝在國家超級計算無錫中心，它由40個運算機柜和8個網(wǎng)絡機柜組成。每個運算機柜有家用雙門冰箱那么大，里面裝有1024塊國產(chǎn)“申威26010”芯片。每塊芯片上包含了260個運算核心。整個“神威·太湖之光”有將近1100萬個核心，也是全球擁有運算核心最多的超級計算機。

這個“超級大腦”的峰值運算能力，可達12.5億億次/秒，一度成為世界之最。

國家超級計算無錫中心主任楊廣文作了一個形象的比喻：它一分鐘的計算能力，需要全球72億人同時用計算器不間斷計算32年。

除了性能出色，楊廣文更看重“神威·太湖之光”完全是自主研發(fā)，做到了“關(guān)鍵技術(shù)，自主可控”——國之重器，必須要充分可靠。

自2016年起，“神威·太湖之光”就與多家高校、研究機構(gòu)、海內(nèi)外企業(yè)開展廣泛合作，涉及天氣氣候、地球科學、海洋環(huán)境、材料設計、生物制藥、航空航天、圖計算、量子計算、生命科學、天體物理等眾多行業(yè)。在先進制造、船舶、3D電影、能源、國防等領(lǐng)域也已展開全面布局。

“以往動畫電影中的小河，只不過是一條藍色的帶子，”清華大學副教授黃震春介紹，為了把它呈現(xiàn)得更加逼真，動畫和電影制作企業(yè)都是用“農(nóng)場”的方式把畫面一幀一幀地精細化處理。所謂農(nóng)場，就是無數(shù)臺電腦，由專業(yè)人員分工在每臺機器上一點點調(diào)整。一秒鐘播放24幀畫面，每一幀畫面在后期制作過程中都需要渲染，需要24臺機器同時給這個圖片進行渲染，費時費力，效率低下。

依托超級計算機，就可以同時給成千上萬幀的圖片進行渲染。以前一部動漫電影的后期渲染需要一年，現(xiàn)在可能只需要一個月就可以制作完成。超算加持下，動畫畫質(zhì)也可以更加精細，比如加入風、光線反射等更多元素。讓以往銀幕上一條會流淌的“藍帶子”，變成泛著水花推著小船一路向前的清澈小河。

在人工智能領(lǐng)域，“神威·太湖之光”也有很大潛力。超算人工智能平臺等項目正在推進之中。在楊廣文主任看來，所謂大數(shù)據(jù)、深度學習、智能計算，超級計算機會是其中的核心。

未來，國產(chǎn)超級計算機將會在越來越多的科學研究、科技創(chuàng)新中大顯“神威”，超算應用也將更多地用于解決日常生活中的種種難題，讓更多的人感受和共享我國超算領(lǐng)域發(fā)展的碩果。