瞄准超算皇冠： 神威E级超算原型机正式启用

8月5日，在国家超级计算济南中心，工作人员在查看神威E级原型系统运转情况。新华社发

运算速度达每秒百亿亿次的E级计算机，被称作“超级计算机界的下一顶皇冠”。8月5日，国产超算研制向着这一皇冠又迈进了一步：神威E级超算原型机在国家超级计算济南中心完成部署，并正式启用。

核心部件均为国产

记者在启用现场看到，神威E级超算原型机放置在一个黑色机柜中。机柜有一人多高，机柜门上镶嵌着金黄色“神威E级原型验证系统”字样。在周围“神威·蓝光”机柜的映衬下，显得格外醒目。

神威E级超算原型机，由国家并行计算机工程技术研究中心联合国家超级计算济南中心等团队，经过两年多的关键技术攻关与突破，最终成功研制并部署投用。这一原型机系统，主要由硬件、软件和应用三大系统组成。其处理器、网络芯片组、存储和管理系统等核心器件全部为国产化。

这一原型机的系统软件，由完全自主研发的神威睿思操作系统、神威睿智编译器等构建。运算系统全部采用“神威26010＋”众核处理器，高速互连网络系统全部采用申威网络交换芯片、申威消息处理芯片，这些关键部件均具备完全自主知识产权。存储和管理系统由申威多核处理器构建，实现对该领域产品的国产化替代。

结构应用均有突破

据研制团队介绍，在多态融合计算体系结构、新一代申威众核处理器、软件定义海量存储、高效供电和强化相变冷却等方面，神威E级超算原型机均实现了重大突破。同时，研制团队在国产超算上构建了人工智能软件生态链，开展多个大规模人工智能应用。

“神威E级超算原型机，就好比是一台能够上路的概念车。”山东省计算中心（国家超级计算济南中心）主任杨美红表示，原型机的成功研制，对E级计算机研制方案和技术路线进行了全面系统验证，为E级计算机的研制成功铺平了道路。

此前，国家超级计算济南中心已部署有“神威·蓝光”超算系统。作为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，“神威·蓝光”已运行7年。神威E级超算原型机的运算能力已达到“神威·蓝光”的三倍，体积仅为后者的九分之一，能耗同比下降75％。

总投入约40亿元

“我们花了6000万，构建了神威E级原型机，它的运行速度是3～4个P（1P=1千万亿次）。”国家超算济南中心副主任潘景山表示，2011年，运行速度为1个P的神威·蓝光落户济南时花了6个亿。而E级超算的投入更惊人，“E级计算机+E级存储，总投入在40亿左右。”潘景山告诉记者，这么大的投入，为尽量避免失败，2016年科技部立项了3台原型机进行验证，其中神威原型机就落在济南，“这样利用E级原型机的研制验收关键技术，来向E级超算过渡”。

对于E级超算，国内已有天津、山东、上海、深圳等地明确表示要E级超算落地，“我们正在打造以济南—青岛为中心的山东‘大超算\’格局。”潘景山说，他们利用裸光纤技术实现济南和青岛之间的互联互通，目前速度是10G，2020年能达到400～600G甚至更多。“10Gbps就相当于把1GB的硬盘数据在1秒钟之内从济南运到青岛。”这样就弱化了E级计算机地理位置的限制。“原则上是青岛以海洋为核心做应用，济南以医养健康、高端装备、科学计算为核心做应用。”

为国家医疗大数据中心做准备

截至目前，神威E级超算原型机已完成包括全球气候变化、海洋数值模拟、生物医药仿真、大数据处理和类脑智能等12个领域的35项重大计算任务，未来应用前景非常广阔。

事实上，神威E级原型机的应用主要在海洋、医养健康、高端装备等方面。“现在就有几个项目等着在E级原型机上做测试。”潘景山介绍，“全球海洋模式”“两洋一海超高分辨率海洋模式”“基因数据处理”“药物筛选”等几个项目都在等着机器落地应用，“超算也是在为国家医疗大数据中心落地济南做准备。”潘景山告诉记者，应用证明了机器的可靠性、稳定性之后，8月中旬将正式启用。目前神威·蓝光的计算能力已经不能满足现有项目的计算需求了，“芯片的速度每隔18个月要翻一番，同样性能的计算设备其价格也要下降一半，可以说超算的寿命只有6年左右。”对于搞超算的人来说，就是和时间赛跑。

记者了解到，神威E级原型机的计算能力，是现有神威·蓝光超级计算机的三到四倍。而E级计算机则拥有百亿亿次以上的运算速度。潘景山说：“我们期盼在2021年前，E级超算能够落地山东。”

综合新华社、中央电视台、《济南时报》报道

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