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瑯琊榜上的高手——中国超算
2021-06-01 15:49今日中国
简介在全球超算界的瑯琊榜上，来自中国的超级计算机已经连续五年佔据榜首。2017年的武林霸主神威·太湖之光，它的运算速度更是领先了第二名天河二号接近三倍。中国与美国争夺超算领域，从双方的你追我赶到中国的强势突起，靠的就是中国超算的自主创新。 神威·太...
在全球超算界的瑯琊榜上，来自中国的超级计算机已经连续五年佔据榜首。2017年的武林霸主神威·太湖之光，它的运算速度更是领先了第二名天河二号接近三倍。中国与美国争夺超算领域，从双方的你追我赶到中国的强势突起，靠的就是中国超算的自主创新。
神威·太湖之光，乍一听这个名字，有人会问：这是甚么？是金庸笔下的武林高手？还是瑯琊榜中的稀世高人？
实际上，这个颇具武侠风的名字属于中国自主研发的世界上运算速度最快的超级计算机。
神威·太湖之光
甚么是超算？
超级计算机是指由数千甚至更多处理器组成、能计算普通电脑和伺服器不能完成的大型複杂课题的电脑，被誉为电脑中的珠穆朗玛峰。现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆（Trillion，万亿）次以上。
超算是解决国家经济建设、社会发展、国防建设等领域重大挑战性问题的重要手段，已成为世界各国争夺的一个战略制高点。
超算能算啥？
作为现代科学技术的大脑，超级电脑已成为解决重大工程和科学难题时难以取代的工具。
简而言之，超算是名副其实的神算子：能算天，能算地，能算命。借助超算，可以解决在交通工具製造、气候问题、生物信息、地震监测、地球科学、天体物理、公共健康、材料科学、人类/组织系统研究等领域的挑战性问题。
截至2017年，中国共建成六座超算中心，分别为国家超级计算天津中心、国家超级计算长沙中心、国家超级计算济南中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心和国家超级计算无锡中心。
开头提到的神威·太湖之光是由国家平行电脑工程技术研究中心研製、安装在国家超级计算无锡中心的超级电脑。它的浮点运算速度最高可以达到12.5亿亿次/秒。换一个角度看，如果地球上的70亿人每人手拿一个计算器，需要花32年时间才能完成。神威·太湖之光在1分钟内的运算量，比美国最顶尖的超级电脑——田纳西州的泰坦的运算速度高出四倍。要计算一年当中世界上甚么地方的风力最强，过去在中国需要花费3个月时间。神威·太湖之光则可在一週内找到答案。
由德国和美国的几位专家共同汇编的TOP500是针对全球已知最强大的500个电脑系统做出排名与详细介绍的计划。从1993年开始，每隔半年他们就会公布这样一份超算领域的瑯琊榜。在2017年11月公布的排名上，神威·太湖之光连续第四次佔据榜首，稳居武林之巅。此前曾经六连冠的，来自中国国家超级计算广州中心的天河二号排在第二。来自瑞士的代恩特峰（Piz Daint）、来自日本的晓光和来自美国的泰坦（Titan）分列三至五位。
2017年11月 TOP10
中国在第四次产业革命的核心动力——超算上超越了电脑之祖美国，确立了自己在全球超算领域领先地位。
中国的这次超越是全方位的，在前十中，它有世界上最好和第二好的超级电脑，而美国的超算仅排五至八位。
所有上榜的500个超算中，中国有202台，高于美国的143台，在质和量上，中国都遥遥领先，佔比达到40%，美国所佔的比例不足三分之一。其他国家的上榜超算数量——日本（35台）、德国（21台）、法国（18台）、英国（15台）并不能跟中美相比，而韩国则只有两台用于气象厅的超算上榜（分列57、58位）。
2017年11月主要国家排名
中国此次在排名上超越美国，并不是一蹴而就的。事实上，很长一段时间里，在超算领域中国与美国呈现出双强并立的局面。
在2015年6月及之前，中国与美国的差距还是很明显的，此时全球超算领域可以说是美国一家独大。从2015年下半年开始，中美之间的差距逐渐缩小，并且出现了冠亚军交替的景象。其中在2016年11月，中美两国还并列榜单第一。直至2017年11月，中国才第一次大幅度领先美国，坐稳头名。
（数据来源：TOP500网站）
对于中国超算的国产化情况，中国电脑学会高性能计算专委会秘书长张云泉介绍说，按照评估，天河系列的国产化程度是70%左右，济南超算中心的神威蓝光超级电脑能达到85%以上，神威·太湖之光的处理器则是全国产的。
中国已在这场比赛中大幅领先，美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任西蒙（Horst Simon）说道：超级电脑系统的每一部件均在中国本土製造，意义重大。该实验室是超级电脑的主要使用者，并且协助编製全球超级电脑500强名单。TOP500网站则评论说，神威·太湖之光的性能结束了中国智慧依靠西方技术才能在超算领域拔得头筹的时代。
《华尔街日报》（The Wall Street Journal）也称：凭藉一套搭载本土自主研发处理器晶片的世界一流超级电脑系统，中国巩固了在这一电脑最高领域的领导地位。
相关视频：
《天河2号》-团结香港基金
《走近科学》 20171106 领跑世界速度的超级电脑
参考资料：
《美国禁运缩短了中国超算研製週期 倒逼中国自主化》环球网 2016/6/21
TOP500 List
《韩媒：超算是中国的天下，韩国高性能超算却只用在气象领域》 搜狐 2017/12/11
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