透过排行看超算

    国际TOP500组织日前公布全球超级计算机500强排行榜最新榜单，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；同时中国超算上榜总数有史以来首次超过美国，名列第一。全球超级计算机500强榜单怎样产生？“神威太湖之光”有何“神威”？今年榜单反映出超算发展的哪些新趋势？就公众关心的问题，我们整理了以下信息。

    问：登上榜首的“神威太湖之光”计算速度有多快？

    答：“神威太湖之光”的浮点运算速度为每秒9.3亿亿次，速度比此前六连冠、目前排第二的“天河二号”快出近两倍，效率也提高3倍。

    问：“神威太湖之光”有何突破之处？

    答：“神威太湖之光”是首次完全用“中国芯”制造的中国最强大的超级计算机，此前“天河二号”使用的是英特尔至强（Xeon）处理器和Xeon Phi协处理器。随着中国“天河二号”在超算排行榜上连续夺冠，去年年初，美国政府禁止其企业向中国出口与超级计算机相关的技术。但专家指出，有关限制措施不但对美国公司不利，反而使中国加速发展自己的芯片技术。

    问：中国超级计算机发展处于什么水平？

    答：数据显示，我国在超算领域已走在世界前列。从上榜总数看，中国从上一期的109台猛增至现在的167台，成为全球名列第一的高性能计算机用户；而美国从上一期的199台下降至165台，有史以来首次无缘总数第一。从公司角度看，美国惠普生产的超级计算机依然最多，为127台；其次是中国联想，从上一期的25台大幅上升至84台；位列第三至第五的分别是美国克雷、中科曙光以及中国浪潮公司。但在芯片研发领域，美国仍有较大优势。上榜超算中，有455台使用英特尔芯片，使用IBM和超威半导体公司（AMD）芯片的分别为23台和13台。

    问：全球超算计算速度发展呈现哪些趋势？

    答：此次榜单中，有95台超算的浮点运算速度超过每秒千万亿次，比上一期多出十余台。此次榜单最后一名的运算速度为每秒285.9万亿次，而上一期最后一名为每秒206.3万亿次；此次最后一名在上一期排第351名，这意味着榜单最后一名的计算性能提升幅度在经历最低潮后有小幅回升。本次全部500强的运算速度总和为每秒566.7千万亿次，半年前为每秒420千万亿次，去年6月为每秒363千万亿次。而从大的时间跨度来看，近几年超算整体性能的提升速度呈“显著减缓”趋势。

    问：超级计算机一般应用在什么领域？

    答：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。

    问：全球超级计算机500强榜单是怎样产生的？

    答：全球超算500强榜单是对全球已安装的超级计算机“排座次”的权威排行榜。从1993年起，由TOP500国际组织以计算机实测速度为基准，每半年发布一次。

    （张莹）