中国“天河二号”快得让人瞠目结舌

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美国的超级计算机专家们不得不迎来“中国再次拥有世界上运算速度最快的电脑”这一现实，更加让他们“难受”的是，中国的这一地位很有可能保持相当长一段时间。2013年6月17日，全球超级计算机500强排行榜公布，中国“天河二号”成为全球最快超级计算机。

“天河二号”部件“有意思”

近来，国外媒体纷纷报道说，如果说几年前美国被认为是超级计算机领域无可争辩的领导者，那么，现在它必须与日益强大的中国一争高下。在最近一次较量中，中国占据了上风，开发出了世界上运行速度最快的超级计算机。

阿根廷《21世纪趋势》周刊网站6月5日报道说，被命名为“天河二号”的中国超级计算机运算速度达到了54.9petaFLOPS（每秒5亿亿次），是美国最快超级计算机的三倍，从而占据新的全球超级计算机500强（TOP500）排名的榜首。早先的TOP500排名显示，世界上最快的超级计算机是位于美国橡树岭国家实验室的“泰坦”。“泰坦”由美国克雷公司制造，运算速度为18petaFLOPS。这份榜单每6个月更新一次，最新的榜单于6月17日正式。

据《计算机世界》杂志报道，中国新的超级计算机使用的是英特尔公司的芯片，但结合了中国自己的技术。中国政府为这套系统投入了约2.9亿美元。美国田纳西大学计算机学教授、TOP500排名学术专家杰克・唐加拉撰写的报告详细介绍了“天河二号”的性能。唐加拉曾于2013年5月底在长沙出席了由中国国防科技大学举办的超级计算机会议，随后对中国的超级计算机赞不绝口。

报道说，“天河二号”拥有3.2万个英特尔至强Ivy Bridge芯片和4.8万个至强Phi芯片。每个Phi处理器的运算速度能够达到每秒1万亿次（teraFLOPS）。除此之外，这一系统还拥有大约4，000个在中国开发的芯片，这些芯片基于一种叫做Sparc的标准设计。唐加拉说，中国官员似乎下定决心减少对美国芯片的依赖。

在这套超级计算机系统中，中国本国技术与美国产品的结合显而易见。但中国正在研究把本国技术应用于芯片，同时把国产技术成果与进口零部件相结合。国际研究人员认为，中国正在开发包括芯片在内100%国产的超级计算机。

唐加拉在报告中指出，“天河二号”拥有一些中国制造的有意思的部件，其中包括银河飞腾FT-1500十六核处理器。唐加拉称，浪潮公司制造了这套系统的印刷电路板，并负责安装和测试工作。目前，这套计算机仍在进行测试，并将在中国国防科技大学完成最终组装，最后会被运往广州超级计算中心，用作教育和科研开放平台，并为中国南方地区提供高性能计算眼务。

中美日轮流登顶“TOP500”

“天河二号”是曾在2010年11月被认定为世界最快计算机的“天河一号”的继任者。当时，美国总统奥巴马对中国“天河一号”登顶“TOP500”感到非常震惊，甚至将这一事件比作1957年苏联率先发射人造地球卫星对美国的刺激，他曾专门就此发出号召，要求美国研究人员重新夺回“TOP500”第一的桂冠。

此后，美国一直是超级计算机领域无可争辩的领导者。然而，“天河二号”的制造完成显示中国在超级计算机上的投入已经超过美国、日本和欧洲，预示着中国致力于维持这一领先地位并开发下一代超级计算机系统的坚定意愿。唐加拉认为，中国的领先地位将保持一段时间，在2015年以前美国不会在超级计算机领取取得新的重大成就。而这种领先地位在很大程度上取决于谁能大幅降低这种庞大的电子设备的能耗。具体来说，“天河二号”的功率为24兆瓦，约相当于2.4万个家庭的用电量。因此，虽然理论上研究人员可以开发出更快的超级计算机，但那可能需要为它单独建一座发电站。

与此同时，美国研究人员在5月份向国会警告说，虽然美国仍是超级计算机领域的主导者，但现在面临着落后的危险，除非加大投入。议员们预计，按照现在的进度，新的超级计算机到2025年才能完成，而中国打算在2020年研制出一套新的超级计算机系统。另据日本媒体报道，日本文部科学省计划从2014年春季开始着手研发拥有超级计算机“京”（曾经占据过“TOP500”排名第一的位置）100倍性能的“EXA超级计算机”，力争在2020年前后完成研发并投入使用。可以预见的是，超级计算机领域的竞争将越发激烈，中美日“轮流坐庄”的格局很难被其它国家所打破。

超级计算机之快让人无法想象

超级计算机通常是指由数百数干甚至更多的处理器（机）组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。如果把普通计算机的运算速度比做成人的走路速度，那么超级计算机的运算速度就达到了火箭的速度，这种运算速度上的差距是普通人完全无法想象的。只有在这样的极端速度下，人类才可以通过数值模拟来预测和解释以前无法实验的自然现象及科研活动。

现有的超级计算机运算速度大都可以达到每秒一兆（万亿）次以上。超级计算机实际上是一个巨大的计算机系统，主要用来承担重大的科学研究、国防尖端技术和国民经济领域的大型计算课题及数据处理任务。如大范围天气预报、整理卫星照片、原子核物理的探索、研究洲际导弹、宇宙飞船等。另外，制定国家经济的发展计划时，由于项目繁多，时间性很强，又要综合考虑各种各样的因素，也只有依靠超级计算机才能完成巨量的计算任务。中国天河超级计算机系统新闻发言人李楠说，“所谓超级计算机，就是在同时代里，运算速度达到最高级别的大容量巨型计算机”，他比喻说，“使用每秒5亿亿次的“天河二号”超级计算机计算1小时，就相当于全国13亿人同时用计算器日夜不停地算20年。”如果用“TOP500”前冠军“天河一号”计算一秒，则相当于全国13亿人同时连续用笔计算88年；如果用“天河一号”计算一天，一台当前主流微机就得算160年。另外，“天河一号”的存储量，相当于4个中国国家图书馆藏书量之和。

（人民日报、科技时报）