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    文摘报 2025年08月02日 星期六

    笔记本电脑越用越烫,超级计算机却绿色节能

    《 文摘报 》( 2025年08月02日   06 版)

        现代超算的发展正在打破“性能越强,功耗越高”的传统认知。我国的“神威·太湖之光”超级计算机便是如此——不仅算力惊人,还以绿色节能著称。反观我们常用的笔记本电脑,经常会出现发烫的情况。

        答案就藏在它们背后不同的设计与技术架构中。

        设计目的不同:轻量便携vs长期稳定

        笔记本电脑是为移动办公、轻量娱乐设计的,必须轻薄、易携带,这就意味着不能放进太多散热材料,也不能使用体积庞大的冷却系统。为了满足性能需求,它往往采用少量高主频的CPU核心,在高负载时快速升温。

        而神威·太湖之光这种超级计算机则截然不同——它部署在国家超级计算无锡中心,拥有数千平方米专用空间,无需考虑便携性。这种规模优势让它能够专注于一个核心目标:长时间稳定、高效地运行上千万个核心。所以即使其体积庞大,也在设计范围内。

        架构策略不同:高频单核vs多核并行

        笔记本采用的是“少核高频”策略——用较少的核心完成尽可能多的计算,这虽然短时效率高,但每个核心承担的功率也高,热量自然堆积。

        而神威·太湖之光使用的是国产SW26010处理器,每颗芯片拥有256个计算核心,全系统总计约1065万个核心。它采用多核低频高并行架构,把任务分散给成千上万个小核心,每个核心频率不高,但整体协作效率惊人,同时每个核心发热量也很低。

        散热系统不同:微风扇vs液冷巨阵

        笔记本最多装了一个几厘米见方(正方形)的小风扇,这种设计在使用中容易被灰尘堵住,加上内部空间紧凑,热量散不出去。热量不断积聚,机身温度自然飙升。

        而神威·太湖之光的散热系统则是液冷级别。冷却液通过导管循环,精准带走每一个机架、每一块芯片产生的热量。这就像一台电脑浸泡在“智能水冷浴池”中,即便长时间高强度计算,也能保持理想温度。

        能效优化机制不同:被动降温vs主动能控

        笔记本电脑的过热保护机制相对被动——当温度过高时,自动降频,牺牲性能来“保命”。但这种调节往往滞后。

        神威·太湖之光的系统能效比高达6GFLOPS/W(每瓦电完成60亿次运算),采用前瞻性能效管理:运行任务前就会进行精确的任务调度,依据芯片负载、功率预算、冷却效率等做出动态能耗分配,既保证性能,又维持能效。

        (科普中国微信公众号7.28 杨超)

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