超级计算机：大国实力的新竞技场(2)

　　专家提醒“保持冷静”

　　本报讯 在承认中国在超级计算机研发进步速度飞速、自主研发能力提高的同时，专家也在提醒“保持冷静”：就整体优势而言，美国依然占据第一梯队，我国也只是在第二梯队中占据领先地位。在专家看来，衡量一个国家在超级计算领域的实力，速度并非唯一指标，更重要的是看应用能力。

　　其一，应用程度远低于美国等发达国家。据悉，自2007年7月“天河一号”系统正式上网投入使用后，目前已有石油勘探、高端装备制造、生物医药、动漫设计等方面为20多家用户提供服务。在我国，核心的工业界尚未掌握运用超级计算机的能力；在国外，超级计算的用户，都是波音、福特汽车等大型、一流的企业。

　　其二，应用软件开发难度大。大型应用软件，从来是中国超级计算机发展的一块短板。“软件说到底是一种文化。Windows操作系统的生态链非常丰富，为它开发软件的人很多。但‘麒麟’系统还没有形成生态链，所以使用性就会不足。”“天河一号”常务副总设计师、国防科大计算机学院院长廖湘科表示。专家表示，要用好“天河”这样的超级计算机，必须在每个专业学科领域——工业、流体力学、结构仿真、生命科学等都开发出专门的应用软件。而在我国，这类软件的自主研发能力不足，要依赖进口，国外对这些软件的出口往往采取限制措施。

　　其三，超级计算机的核心部件还是由美国制造。比如，“天河一号”中7168个GPU都是美国英伟达公司生产。入围世界前500名的41部中国超级计算机之中，其中40部使用英特尔的处理器，还有一部采用了AMD的处理器。而我们的邻国日本富士通公司正建造的一台超级计算机，则完全依靠日本自己的技术。

　　数字解读“天河一号”

　　1、投入力量

　　直接参与“天河一号”研发的科技人员有200多人，平均年龄为36岁；投资为6亿人民币，使用寿命预计为10年。

　　2、运算速度

　　“天河一号”峰值运算速度为每秒4700万亿次。做个换算对比：“天河一号”运算1小时，相当于13亿人同时计算340年以上。

　　3、存储容量

　　“天河一号”存储容量为两千万亿个字节。做个换算对比：“天河一号”可在线存储一千万亿个汉字，相当于存储100万汉字的书籍10亿册。

　　4、总功耗和能效

　　“天河一号”满负荷运行的总功耗是4.04兆瓦，每小时耗电4040度，24小时满负荷工作耗电接近10万度。

　　这个数字看起来很大，但实际上它是一台节能、绿色的超级计算机，对能量的利用率很高。

　　“天河一号”每瓦特能耗可实现每秒635.15百万次浮点运算，这个能效值仅低于目前能效排名世界第一的IBM“蓝色基因”。

　　5、安全性

　　“天河一号”具有高安全性的特点，其操作系统软件是国防科技大学自主研制的“麒麟操作系统”，是目前国内安全等级最高的操作系统，国内唯一通过中国公安部B2级认证的操作系统(B2级是目前最高安全等级)。

　　因此，“天河一号”的安全性有良好保障。

　　6、体积和重量

　　“天河一号”由140个机柜组成，每个机柜1.45米宽、1.2米深、2米高，排成13排，这个方阵占地约700平方米，总重量约160吨。站在“天河一号”前，会觉得“天河一号”气势宏伟、震撼人心。

　　但实际上，“天河一号”在世界上已有的千万亿次超级计算机中(多数占地近千平方米)，可谓是一个身材苗条的“小个子”。

　　(新华社)

　　超级计算机

　　“十大用途”

　　据新华社电 各国竞相追求的超级计算机，到底能够做些什么呢？

　　很显然，日常经济、科技、国防等领域存在一系列复杂、大型的问题，都建立了越来越精细的物理模型，都需要计算机求解。

　　最复杂、最大型的一类被称为“挑战性问题”，必须依赖同时代中运算速度最快的“超级计算机”。

　　1.气候预测：借助超级计算机预测气候变化，从而减轻气候变化给人类带来的破坏。

　　2.交通业：超级计算机可用来认识和改进汽车、飞机或轮船等交通工具的空气流体动力学、燃料消耗、结构设计、防撞性，并帮助提高乘坐者舒适度、减少噪音等，所有这些都具有潜在的经济和安全收益。

　　3.生物信息学和计算生物学：生物学已经显示出巨大的计算需求，超级计算机将帮助寻找疾病治疗的革命性方法。

　　4.社会健康与安全：比如，污染、灾难规划以及针对本地和国家基础设施进行的恐怖主义活动等。

　　5.地震：对地震的模拟能帮助人类探索地震预测方法，从而减轻与地震相关的风险。

　　6.地球物理探测和地球科学：比如石油的勘测问题，这类问题具有潜在和巨大的经济效益。

　　7.天体物理学：模拟时间进程并加速这种模拟的进程，从而对天体的演变进行建模和理论试验。

　　8.材料科学与计算纳米技术：对物质和能量的模拟是计算密集型的。

　　9.人类／组织系统研究：比如对大量人口的行为进行模拟。

　　10.模拟核试验：借助于超级计算机的强大而且快速的运算能力，在实验室实施的亚临界核试验，与真正核试爆的效果是相同的。

　　超级计算机

　　中国大事记

　　1992年 国防科技大学研制出“银河II”通用并行巨型机，峰值速度达每秒10亿次。

　　1993年 中国研制成功“曙光一号”全对称共享存储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路的通用微处理器芯片和标准Unix操作系统设计开发的并行计算机。

　　1995年 曙光公司又推出了曙光1000，峰值速度每秒25亿次浮点运算，实际运算速度上了每秒10亿次浮点运算这一高性能台阶。

　　1997年 国防科技大学研制成功“银河Ⅲ”百亿次并行巨型计算机系统，峰值性能为每秒130亿次浮点运算。

　　1999年 成功研制的“神威Ⅰ”计算机，峰值运算速度达每秒3840亿次。

　　2004年 各方共同研发制造的曙光4000A实现了每秒10万亿次运算速度。

　　2008年 “曙光5000A”实现峰值速度230万亿次、Linpack值180万亿次，“曙光5000A”可以完成各种大规模科学工程计算、商务计算。

　　2009年10月29日 中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生。

　　2010年5月31日 曙光“星云”以Linpack值1271万亿次，在第35届全球超级计算机500强排名中，列第二位。

　　2010年11月16日 经过全面系统升级的“天河一号”在第36届500强排名中夺魁。(毛玉西)