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神威太湖之光登顶 超算芯片自主可供的良好开始

导读: 6月20日,新一期全球超级计算机500强榜单公布,使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。这意味着,中国自主研发的芯片已经具备了世界的先进水平。

  OFweek电子工程网讯 6月20日,新一期全球超级计算机500强榜单公布,使用中国自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。这意味着,中国自主研发的芯片已经具备了世界的先进水平。

  “天河二号”在该榜单六连冠时,使用的芯片是Intel的X86架构。去年4月份,或许是忌惮于来自中国的超级计算机连续多次霸占着排行榜的榜首,美国宣布向中国禁售高性能计算机实施芯片,其中就包括天河二号升级所需要的Intel Xeon处理器。

  横空杀出的“神威·太湖之光”,很好地给予了回应。“这是一个良好的开始,最重要的是开创了超级计算机芯片的自主可供。”国家超级计算广州中心原主任袁学锋在接受记者采访时表示。

  成功使用异构众核技术

  “神威·太湖之光”采用的是具有中国自主知识产权的“申威”处理器,它的峰值计算速度可以达每秒12.54亿亿次,持续计算速度每秒9.3亿亿次,性能功耗比为每瓦60.51亿次,三项关键指标均排名世界第一。与第二名“天河二号”相比,“神威·太湖之光”的运算速度要快出近两倍,效率也提高了3倍。

  “神威·太湖之光”所采用的“申威26010”高性能处理器成为了业内关注的焦点。据陈左宁院士介绍,该处理器在众核处理器体系结构方面有重大原始创新,引领了高性能处理器发展潮流。申威众核处理器采用片上融合异构众核架构,现在以GPU、MIC搭建的超级计算机系统,众核处理器需要联合多核处理器工作,带来了额外的功耗和通信开销,使用也更为复杂。

  中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉在接受记者采访时表示,“申威26010”是世界上第一个成功使用这种异构众核技术的处理器,而这种异构众核又是当今世界处理器的发展方向,只不过现在国际上的一些处理器研发机构尚未进行整合。

  据了解,“申威26010”的“娘家”是无锡江南计算机研究所,而该研究所的母体是国家高性能集成电器(上海)设计中心。该设计中心一位不愿透露姓名的工作人员向记者介绍,无锡江南计算机研究所是该设计中心专门成立来做超算国产CPU的单位,“申威26010”则是在今年2月份正式对外发布的。

  资料显示,申威处理器诞生于2003年,基于Alpha自主扩展了指令集,共设计了申威1、申威2、申威1600、申威1610、申威5、申威26010六款芯片,自主研发了神威睿智编译器和神威睿思操作系统,推出了搭载申威芯片的PC、服务器、高性能计算机、超算、防火墙、机架式存储服务器、大规模集群存储系统、瘦客户端、QDR HCA卡、神威云等产品。

  不少业内人士认为,申威26010的研发成功离不开Alpha的架构基础,而这又与国外的架构技术分不开。张云泉表示,经过多年的迭代更新,中国的“申威26010”已经完全具备了独立创新的能力,属于中国具有自主知识产权的产品。

  上述国家高性能集成电器(上海)设计中心的工作人员在评价“申威26010”时说:“(它)追平了英特尔芯片的水平。”袁学锋回忆,在1979年他上大学时,用的就是“intel8088”芯片,如今已经过去了将近40年的时间,这期间英特尔经历了不断的更新迭代,可见“神威”在应用上的发展仍然需要一个较长的过程。

  已应用于十多个重要领域

  不少网友被这一新闻吸引的同时,也产生了疑问,这样的超级计算机具有什么作用?据了解,超算是国家科研的重要基础工具,应用领域覆盖政府、能源、安全等国家命脉行业以及互联网、数据中心等科技前沿领域。

  以安装在国家超级计算广州中心的“天河二号”为例,其应用领域包括生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、能源、宇宙、经济学等,在大型基因组组装、基因测序、生物医学、高通量药物筛选、污染治理、高超声速发动机燃烧模拟等学科和工程项目也有广泛应用。此外,在智慧城市、电子政务、云计算和信息服务等方面也获得了成功应用。

  据陈左宁院士介绍,“神威·太湖之光”自投入使用以来,也先后完成了清华大学、北京大学、中科院等30多家单位50多项课题的大规模计算,涉及天气气候、航空航天、船舶工程、海洋环境、石油物探、生物信息、药物设计、电磁仿真、动漫渲染、核物理、新能源、新材料等十多个重要领域,实现了数百万核的超大规模并行,其成果对国计民生、科技进步都将产生重大影响。

  据了解,基于“神威·太湖之光”系统的三项全机应用在今年也已经入围“戈登贝尔”奖,占全部入围数量一半。而该奖项又被称作超算应用领域的诺贝尔奖,从1987年建立以来,中国团队还从未入围。据了解,这三项应用分别为中科院软件所与清华大学、北师大合作的“全球大气非静力云分辨模拟”;国家海洋局海洋一所与清华大学合作的“高分辨率海浪数值模拟”;中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。

  袁学锋向记者介绍,从“天河二号”推广应用的经验来看,2015年的合作额和计算资源总量较2014年都增长3倍。截至2015年底,“天河二号”用户总数达到1200家,全年销售收入和科研项目收入接近5500万元,预计2016年“天河二号”能超过一亿元。“现在超计算应用的发展势头很猛,对于‘神威’的前景我也很看好。”袁学锋说。

  张云泉坦言,从目前的市场情况来看,神威可以先不急着与英特尔抢占市场,它主要解决的是高端自主创新的问题,大众消费级市场可以让别的市场去抢,以后可以慢慢推进。

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责任编辑:Trista
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