E级超算：超算界下一顶皇冠

    美国《科学》杂志展望2020年可能成为头条的十大科学新闻中，关于中国有望建造出世界第一台E级超算格外引人注目。E级超算是指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机，被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”，其发展水平已成为衡量一国科技创新实力的重要标志。

    不断刷新的超级计算机

    中国第一台亿次巨型计算机是1978年开始研制的“银河-Ⅰ”，其运算速度能达到每秒1亿次以上。这使中国成为继美国、日本之后的第三个巨型机研制国。2016年，中国研制的“神威·太湖之光”，凭借每秒12.5亿亿次峰值计算速度，成为世界上第一台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。2018年美国IBM“顶点”超级计算机完成超越，峰值达到每秒18.77亿亿次。美国首台E级超算的交付时间预计在2021年左右；日本的目标是2020年研制成第一台E级计算机。中国的E级超算已布局，神威E级原型机、“天河三号”E级原型机和曙光E级原型机三个不同技术路线的原型机系统已完成交付。据美国《科学》杂志预测，中国有望在2020年建造出世界第一台E级超算。

    “算天”“算地”“算人”

    E级超算如此受关注，主要因为其在很多领域都有重要应用。

    海洋

    海洋领域对E级超算有着巨大的应用需求。依靠E级超算的超级计算能力，能够分析如浪潮流、涡旋等海洋现象的影响因素，可以预测如厄尔尼诺等气候现象。

    天气预报

    超级计算机可让天气预报更精准。超级计算机可以基于大气的实际情况，计算求解天气演变过程的流体力学和热力学方程组，预测大气运动状态和天气现象。

    现在中国的天气预报因为应用了超级计算机，国内天气预报可以精确到5公里，而省内可以精确至3公里，准确率能达到80%以上。

    能源

    在石油勘探方面，超算被称为“找油”利器。通过超级计算，就像给地球做CT，找油又快又准，节约石油勘探成本。

    生命科学

    在生命科学领域，基因测序、蛋白质和DNA大分子的结构预测等都伴随着巨大的数据处理量，需要借助超级计算机来解决。据报道，完成500人规模的全基因组信息关联性分析，利用原有计算机需1年，利用“天河二号”只需3个小时就可完成。

    航空航天

    在航空航天领域，从飞机设计到飞机制造，从工程仿真到智能控制，借助超级计算机，可以缩短研制时间，降低成本。据报道，研制一架大飞机，过去需耗费2年时间做全机风动试验，利用超级计算机模拟仿真，6天就能完成。

    城市规划

    在城市规划领域，超级计算技术以其强大的并行计算能力，可以为实时动态建筑模拟、建筑渲染、交通仿真模型等提供技术支撑，实现城市规划“智能化”和“科学化”。

    工业仿真

    在工业仿真领域，利用超级计算机，工程师们可以迅速完成设计方案的仿真和测试，还可以远程查看设计效果和修改设计方案。

    （《北京日报》1.22 毛秋红）