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大国超算

2021-12-27

当代工人·精品C 2021年4期
关键词:神威超级计算机机柜

1946年2月14日,世界上第一台计算机“埃尼阿克”(ENIAC),在美国问世。它占地170平方米,重达30吨,肚子里装着1.8万只电子管,耗电量巨大,计算能力是5000次加法/秒运算。

放在今天,这数据处理能力还抵不上一只好点儿的“老人手机”。但是,从“埃尼阿克”诞生之日起,计算机技术已经成为国防、科研、经济建设等领域最重要的技术支撑。计算机科学和计算机产业的发达程度已成为衡量一个国家的综合国力强弱的重要指标。

今天,各个大国仍然在研发和使用占地数百平方米的超级计算机——它们的计算能力已经达到10~20亿亿次/秒,是攻克重大科学、工程难题的战略资源。

“神威·太湖之光”超级计算机安装在国家超级计算无锡中心,它由40个运算机柜和8个网络机柜组成。每个运算机柜有家用双门冰箱那么大,里面装有1024块国产“申威26010”芯片。每块芯片上包含了260个运算核心。整个“神威·太湖之光”有将近1100万个核心,也是全球拥有运算核心最多的超级计算机。

这个“超级大脑”的峰值运算能力,可达12.5亿亿次/秒,一度成为世界之最。

国家超级计算无锡中心主任杨广文作了一个形象的比喻:它一分钟的计算能力,需要全球72亿人同时用计算器不间断计算32年。

除了性能出色,杨广文更看重“神威·太湖之光”完全是自主研发,做到了“關键技术,自主可控”——国之重器,必须要充分可靠。

自2016年起,“神威·太湖之光”就与多家高校、研究机构、海内外企业开展广泛合作,涉及天气气候、地球科学、海洋环境、材料设计、生物制药、航空航天、图计算、量子计算、生命科学、天体物理等众多行业。在先进制造、船舶、3D电影、能源、国防等领域也已展开全面布局。

“以往动画电影中的小河,只不过是一条蓝色的带子,”清华大学副教授黄震春介绍,为了把它呈现得更加逼真,动画和电影制作企业都是用“农场”的方式把画面一帧一帧地精细化处理。所谓农场,就是无数台电脑,由专业人员分工在每台机器上一点点调整。一秒钟播放24帧画面,每一帧画面在后期制作过程中都需要渲染,需要24台机器同时给这个图片进行渲染,费时费力,效率低下。

依托超级计算机,就可以同时给成千上万帧的图片进行渲染。以前一部动漫电影的后期渲染需要一年,现在可能只需要一个月就可以制作完成。超算加持下,动画画质也可以更加精细,比如加入风、光线反射等更多元素。让以往银幕上一条会流淌的“蓝带子”,变成泛着水花推着小船一路向前的清澈小河。

在人工智能领域,“神威·太湖之光”也有很大潜力。超算人工智能平台等项目正在推进之中。在杨广文主任看来,所谓大数据、深度学习、智能计算,超级计算机会是其中的核心。

未来,国产超级计算机将会在越来越多的科学研究、科技创新中大显“神威”,超算应用也将更多地用于解决日常生活中的种种难题,让更多的人感受和共享我国超算领域发展的硕果。

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