全国产中国芯告诉我们什么?

2011-11-03 09:22:02来源: 光明日报

10月27日,一名媒体记者在拍摄神威蓝光计算机系统的数据存储系统。 新华社记者 徐速绘摄


  首台全国产CPU和系统软件的千万亿次计算机

  主存储器容量150TB

  峰值运算相当于20万台普通个人计算机

  


  新闻背景

  《2011年中国高性能计算机TOP100排行榜》近日发布,排名第二的“神威蓝光”由于全部采用国产CPU引发外界强烈关注。“神威蓝光”获得科技部863计划支持,由国家并行计算机工程技术研究中心制造,于2011年9月安装于国家超算济南中心,全部采用我国自主设计生产的16核CPU(申威1600),系统共8704个CPU,峰值每秒1.07016千万亿次浮点运算,持续每秒0.796千万亿次浮点运算,线性系统软件包测试效率74.37%,总功耗1074千瓦。

  超级计算机通常是指由成千上万甚至更多个处理器(核)组成,能胜任普通PC机和服务器不能完成的大型复杂计算课题的计算系统。处于信息技术前沿的超算,一直是国家的重要战略资源,对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义。

  长期以来,把握超算领先技术的西方国家,对包括中国在内的发展中国家实行了严格的管制,只容许这些国家的计算能力达到国际水平的数百分之一。我国的超算研制起步于上世纪60年代,经过几十年不懈努力,已取得丰硕成果。“银河”、“神威”、“曙光”、“深腾”等一批国产高端计算系统的出现,使我国成为继美国、日本之后,第三个具备独立研制高端计算系统能力的国家。1983年研制成功“银河”亿次巨型计算机,使我国成为能研制巨型机的少数几个国家之一。

  “中国芯”引关注,外国专家惊叹水冷系统

  10月27日,国家超级计算济南中心正式揭牌。我国首台全部采用国产CPU和系统软件构建的千万亿次计算机系统建成,这标志着我国成为继美国、日本之后第三个能够采用自主CPU构建千万亿次计算机的国家。该中心也成为科技部批准成立的全国3个千万亿次超级计算中心之一。

  “神威蓝光”的问世,再次引发业界强烈关注,这个超算系统有哪些特别之处?又有哪些亮点?记者就此采访了业界相关专家。

  中国科学院软件研究所研究员、中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉介绍,“神威蓝光”拥有四大亮点:一是全部采用国产CPU,是我国历史上首台全部采用国产CPU的千万亿次超级计算机;二是稳定性较好,测试Linpack全过程9个多小时无故障,测试三次就能出一个Linpack测试结果;三是让外国专家感到“吃惊”的水冷系统通过水在冷板内部的封闭水循环带走主板热量,几乎不损耗水且无噪音,先进环保;四是高密度封装,一个机仓可装入1024个CPU,千万亿次规模仅需要9个这样的机仓就可以轻松实现。

  "神威蓝光"就像一个很乖的"宝宝",睡觉从不打呼噜。”张云泉笑着说,“当时旁边放着一台国外处理器搭建的超算,噪音就很大,对比很鲜明。”为什么会没有噪音?国家超级计算济南中心主任顾卫东告诉记者,那是因为“神威蓝光”的液冷系统发挥作用,“就像三明治夹心,水冷板被紧紧地夹在两块CPU板中间,无缝同步散热,所以尽管CPU高速运行,却听不见风扇的噪音。”

  “神威蓝光”主存储器容量150TB,相当于6个国家图书馆藏书量,每秒峰值运算可达1.07千万亿次,用顾卫东的话来说,这“相当于20万台普通PC(个人计算机),且功耗极低”。

  打破国际垄断,超算核心部件实现自主可控

  “中国芯”是“神威蓝光”的核心意义所在。

  张云泉坦言:“如果高速网络和CPU这两个超级计算系统的核心部件我们都能够实现国产化,就意味着我们的超算实现了自主可控。"神威蓝光"的出现使得我国成为继美、日之后第三个能够采用自主CPU构建千万亿次计算机的国家。下一步我们要继续加大投资,支持研发,一代代超算做下去,加上我们的成本优势,相信我们的竞争力会越来越强,未来甚至有希望实现国际出口。”

  “掌握核心技术对于打破国际垄断,增强国家综合实力,提高人民生活质量有重大意义。”谈到这一点,北京应用物理与计算数学研究所资深并行专家袁国兴很是感慨,“现在国外对核心科技保护得很厉害,好的计算机是不会卖给我们的。我们有了自主研发的能力,就不用再受制于人了。”

  “这无疑具有划时代的意义。”国家863计划“高性能计算机及其核心软件”重大专项总体组组长钱德沛教授用手重重地比划了一下说。但他也同时强调,在目前这个国际分工各展其长、各取所需的时代,不必太过强调“国产化”,从长远来看,以国产核心技术为依托,自主研发出成熟的、拥有源代码并形成良性产业链的操作系统及应用软件,软硬结合,互相促进,国产高性能计算机才能摆脱过去长期存在的“大机器、小应用”的尴尬境遇。

  重在实际应用,中国超算还有相当长的路要走

  “超级计算机能做什么?”是老百姓问的最多的问题。

  “用途太多了,”顾卫东向记者介绍说,作为经济总量居全国前列的山东省,经济社会发展迅速,随着“山东半岛蓝色经济区”和“黄河三角洲高效生态经济区”两大国家发展战略的实施,山东省在生物医药、海洋产业、现代农业、现代制造业等重点产业对超级计算都有非常迫切的需求。为促进“神威蓝光”千万亿次系统的应用,目前山东省已设立“山东省超级计算科技专项”。

  “虽然从直接运营情况来看,超算解决的多是大的挑战性问题,其高端应用也确实局限于某些特定领域,但不能否认,超算与老百姓的生活也是紧密联系的。天气预报、汽车飞机的优化设计、支撑网络游戏的信息服务、电影特效、现代物流等,这些其实都是咱老百姓生活中必须要面对的问题。”钱德沛教授指出。

  谈到下一步的应用规划,张云泉认为,经过对“天河一号A”一年多的开放运行测试及“神威蓝光”的问世,我国在超算应用软件的研发方面取得了不少新进展,大规模并行应用软件的研发水平在逐步提高。“下一步我们希望将应用的效果做扎实,看能否利用超算模拟出重要的科学突破,发现新规律,解决更多关系国计民生的重大问题。”

  张云泉同时强调,我国超算发展很快,目前国家正加大科技投入力度解决应用短板的问题,各地超算中心也在进行自己的超算布局和发展规划,这次排行榜中,“天河一号A”、“神威蓝光”、“天河一号A—HN”和“星云”等都是在国家超算中心安装的,可见“对超算的总体布局已经初步显现出效果”,但这个过程需要冷静,一定要结合本地的实际情况,形成良性循环的发展模式,而不只是满足于追求排行榜的好名次。

  袁国兴指出,“神威蓝光”CPU(申威1600)主频0.975—1.2GHz,落后美国IBM Power依然很多,无论是在硬件发展,还是系统、应用软件研发和投资匹配,编程环境,超算“高效能”等问题上,我们都还有相当长的路要走。

  “我国超算的硬件水平已经跻身世界前列,系统软件与应用软件的跟进尤为迫切,而这需要政府与科研多股力量的合力推动。只有通过持续的努力,才能获得理想的效果。简而言之,我们还有相当长的路要走。”采访的最后,钱德沛教授意味深长地说。

关键字:中国芯

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2011/1103/article_8358.html
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