「國之重器」—神威·太湖之光

2020-12-05 MI製造
神威太湖之光

超級計算機被稱為「大國重器」,屬於國家戰略技術領域。它主要用於需要大量運算的工作,比如數值天氣預報、地震預測、天體物理、分子模型、仿真分析等許多領域。超級計算機速度以每秒浮點運算次數"FLOPS"(floating-point operations per second)來當作量度單位。世界上運算速度最快的超級計算機是美國制的Summit。

Summit超級計算機

目前世界上排名前十的超級計算機如下:

1.Summit(美國),速度:148,600TFlopsSummit是IBM和美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)推出的新超級計算機。2.Sierra(美國),速度:94,640TFlopsSierra超級計算機美國國家能源局橡樹嶺國家實驗室已經給它定下來要做的事情,助力科學家在高能物理、材料發現、醫療保健等領域的研究探索。其中在癌症研究方面將用於名為「CANcer分布式學習環境(CANDLE)」的項目。3.神威太湖之光Sunway TaihuLight(中國),速度:93,015TFlops2017-2018四屆top500排名中,神威 「太湖之光」超級計算機都是冠軍,全部使用中國自主智慧財產權的晶片,神威部署在江蘇無錫的國家超級計算無錫中心,太湖的名字由此而來。4.TH-2天河二號(中國),速度:61,445TFlops天河二號曾經6次蟬聯冠軍,採用麒麟作業系統,目前使用英特爾處理器,將來計劃用國產處理器替換,不僅應用於助力探月工程、載人航天等政府科研項目,還在石油勘探、汽車飛機的設計製造、基因測序等民用方面大展身手。5. Frontera (美國),速度:23,516TFlops由DELL EMC公司為德克薩斯高級計算中心(TACC)打造,將用於多領域科研計算。6. Piz Daint(瑞士),速度:21,230TFlops由Cray公司為瑞士的國家超算中心打造,該超算同時也是Green500的第一名,可見其節能效果非常明顯。7. Trinity(美國),速度:20,159TFlopsTrinity超級計算機,由Cray公司建造,是由美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室和桑迪亞國家實驗室部聯合部署的。8. ABCI(日本),速度:19,880TFlops主要用於AI應用的大型雲平臺,由1,088個富士通伺服器PRIMERGY CX2570 M4 x86伺服器組成,每臺伺服器配備兩個Intel Xeon Scalable家族處理器和四個NVIDIA Tesla V100加速器。9. SuperMUC-NG(德國),速度:19,477TFlops德國 SuperMUC-NG超算由聯想公司打造,使用聯想的ThinkSystem SD530伺服器組成,該伺服器在SPECpower_ssj 2008 2插槽(4節點)測試中取得性能世界紀錄。10.Lassen(美國),速度:18,200TFlopsLassen超級計算機位於德克薩斯高級計算中心(TACC),異構的IBM / NVIDIA系統,具有與Sierra相同的架構。

top500在每年的6月與11月進行更新,這個排名是2019年11月的第54屆排名。在這屆排名中中國與美國佔有量最多,中國在top500中佔有量為228臺,佔比45.6%,美國117臺,佔比23.4%,但是美國top500的超算的計算能力總量是超過中國的。目前國內做超算的機構主要有國防科大、曙光、聯想、浪潮。

有人提出,神威太湖之光採用國產申威處理器,為什麼國產的PC的CPU卻不行呢?其實超算CPU與通用CPU並不能一起比較。簡單來說,神威這麼強的運算能力實際是堆出來的,神威使用的是SW26010處理器,整套系統使用了40960顆處理器,總計擁有10649600顆核心、1.31PB內存,理論峰值性能125PFlops,實際最大性能93PFlops。

神威使用的SW26010處理器的眾核架構並不適合PC的CPU,主要原因就是在於單核性能較弱,而一般普通的PC機的應用大多數使用單核性能。

在超算領域, 神威·太湖之光沒有辜負對國人寄予的厚望,已經廣泛用於裝備製造、生物醫藥、能源開發、天氣氣候等高科技領域。

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