高性能计算跨出一大步

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10月28日,我国IT产业一个历史性时刻到来了:在2010年全国高性能计算学术年会上的“2010中国高性能计算机性能百强排行榜”中,国防科学技术大学研制的“天河一号”高性能计算机以每秒2507万亿次浮点运算的实测性能和每秒4700万亿次浮点运算的峰值性能位居榜首。

这是一次自我超越。国防科大对安装在国家超级计算天津中心的“天河一号”一期工程进行优化升级,以实测性能提高了4.45倍和峰值性能提高3.89倍的成绩,蝉联了我国高性能计算机百强第一名。

这也是群体性跨越。国产高性能计算机在全国高性能计算机百强前10名的数量从5年前的两个,增加到去年的4个,再到今年的7个;最好成绩从5年前的第2名,提高到去年包揽前3名,再到今年包揽了前7名。从性能统计上看,国产系统在百强中所占的份额从去年的59.31%大幅提高到了81.08%。

这还是一次历史性跨越。Cray公司为美国橡树岭国家实验室研制的“美洲虎”系统,以每秒1759万亿次的实测性能和每秒2331万亿次的峰值性能,位居今年6月公布的最新的“全球高性能计算500强”排名榜榜首。而“天河一号”的实测与峰值性能分别是“美洲虎”系统的1.43倍和2.02倍。参加全国高性能计算年会的国际权威人士表示,“天河一号”的性能在今年年底的“全球高性能计算500强”中位居榜首已经没有问题。

在对“天河一号”一期系统的升级优化中,国防科大将计算节点之间担负高速通信任务的互联芯片全部替换为国防科大自主研发的芯片,其性能是目前国际市场上商用芯片的两倍,从而为“天河一号”数倍性能的提升奠定了基础。在优化中,国防科大还在芯片、节点机、网络、编译系统、操作系统等多项关键技术上进行了升级,并且正瞄准国际前沿研制下一代处理器。这是做乘法的思路。

没有鲜花和美酒,甚至连国防科大相关领导或科研人员也没有在主席台上露面。笔者上周在本报撰写的《“两弹一星”精神更具现实意义》评论中谈到,国防科研领域强调结果导向和实力导向,有着埋头苦干、淡泊名利的光荣传统。“天河一号”最终荣登中国乃至全球高性能计算榜首,凭借的唯有实力。

如今,我们不缺高性能计算机,也不缺应用需求,事实上高性能计算的应用早已经从传统的科学计算、工程仿真、石油勘探、气象预报等领域扩展到了生物医药、工程设计、高端装备研发、新能源、新材料、动漫设计,以及金融风险分析甚至公共安全与城市管理等诸多领域。如何为这些需求开发应用,或者将已有的应用移植到国产系统上,对软件厂商来说,机会和挑战都很大。这项工作做不好,就会成为我国高性能计算应用的瓶颈。

高性能计算排行榜为我们展示的是一幅超越自己、超越同行的动态画面,正是在这场你追我赶的竞赛中,中国的高性能计算技术迅速发展。我们期待着未来国产高性能计算机从性能到应用不断迈出坚实的步伐。