5. 中国超级计算机天河二号简介
6. 天河2号在穗全面运行
7. 我国将研发百亿亿次的超级计算机

5. 中国超级计算机天河二号简介

在长沙国防科技大学“天河”大楼里，见到了刚刚登顶世界超级计算机500强排行榜的天河二号：170个外形如大冰箱的黑色机柜，占地面积720平方米，气势恢宏。机柜表面闪烁着蓝色荧光，向来访者昭示着“超算王国”的神秘之处。
有多快？运算1小时相当于13亿人同时计算1000年,耗电量只有前代的1/3；存储总容量相当于可存储每册10万字的图书600亿册。另一个更为生动的例子则是电影《阿凡达》。当时《阿凡达》的动漫渲染制作动用了众多超级计算机资源、耗时一年多才完成，而如果用天河二号，1个月足矣。
天河二号内存总容量1400万亿字节，存储总容量12400万亿字节，最大运行功耗17.8兆瓦。相比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机，天河二号每秒33.86千万亿次的计算速度是“泰坦”的2倍，计算密度是“泰坦”的2.5倍，能效比相当。与此前研制的天河一号相比，天河二号计算性能和计算密度均提升了10倍以上，能效比提升了2倍，占地面积相当，执行相同计算任务的耗电量只有天河一号的1/3。
强在哪？高性能、低能耗、应用广、易使用，体系结构、操作系统实现中国创造。
一是高性能，峰值速度和持续速度都创造了新的世界纪录。二是低能耗，能效比为每瓦特19亿次，达到了世界先进水平。三是应用广，主打科学工程计算，兼顾了云计算。四是易使用，创新发展了异构融合体系结构，提高了软件兼容性和易编程性。五是性价比高。
高性能、高能效从何而来？一切源于瞄准国际前沿的自主创新，是自主创新推动了中国超算的跨越式发展。
体系结构是高性能计算机的“筋骨”。研制人员在总结天河一号成功经验的基础上，自主创新了新型异构多态体系结构，实现了多类型计算资源、输入输出资源和服务资源的灵活配置，在强化科学工程计算的同时，可高效支持大数据处理、高吞吐率和高安全信息服务等多类应用，显著扩大了天河二号的应用领域。
随着系统规模的扩大，用电量随之大增。天河二号通过采用综合化的能耗控制，设计实现了面向高效能计算的层次式优化框架、自适应能耗控制算法及低损耗、高效率的电源设计，有效提高了系统的能效比，达到了世界先进水平。天河二号设计实现了高密度、高精度的结构工艺，采用了多机柜封闭循环的水风混合冷却方案，有效缩减了系统体积，与美国“泰坦”相比，体积小了15%。
天河二号的体系结构、高速互连技术、操作系统等实现了中国创造，拥有自主知识产权，而CPU芯片和应用软件还没有完全国产化。但值得一提的是，由国家重大专项支持、该校自主研制的新一代FT1500CPU，是当前国内主频最高的通用CPU。名次只是副产品，为创新型国家建设提供动力、为关系人类未来生存发展的大科学问题提供解决方案，才是我们加速超算发展的根本原因。
怎么用？从食到医、从行到娱，还未正式“上岗”便已提前服务。其实，利用“天河”渲染制作的国产电影《关云长》、新版电视剧《西游记》以及美国电影《生化危机2》等，早已走进影院、搬上荧屏。这只是超算应用老百姓生活的一个缩影，“天河”已经广泛应用于食、医、行、娱。
据了解，2010年天河一号在国家超级计算天津中心投入使用后，“天河”超级计算机的用户迄今已超过600个，在石油勘探、地震数据处理、土木工程设计、航空航天、生物医药、天气预报与气候研究、海洋环境研究、新能源、新材料、宇宙科学研究、动漫与影视渲染等领域得到广泛应用。
超级计算机研制难，用好更难。这是国际超算领域的普遍认识。
以500人规模的全基因组信息关联性分析为例，华大基因利用自有计算机系统需1年时间，利用天河二号只需3个小时。研发一款新型车，采用传统手段要经过上百次的真实碰撞，历时两年多才能推出；而利用天河二号进行碰撞模拟和空气动力学模拟，只需3到5次真实碰撞，两个月即可完成。
目前，天河二号已应用于生物医药、新材料、工程设计与仿真分析、天气预报、气候模拟与海洋环境研究、数字媒体和动漫设计等多个领域，开始为多家用户单位提供超级计算服务。
随着天河二号的推广应用，我国超级计算机应用深度和广度将迅速扩大，持续发挥不可替代的巨大作用。国防科大宣布，将在2015年研制出十亿亿次超级计算机，2020年前后研制出百亿亿次计算机。

6. 天河2号在穗全面运行

国家超级计算广州中心应用推广大会于2014年6月29日在广州召开，科学技术部向广州超级计算中心授予了“国家超级计算广州中心”和“中国（广州）计算科学服务中心”牌匾，这标志着广州跻身国家级超级计算中心行列。目前世界上速度最快的超级计算机系统——天河二号超级计算机也在广州全面开通运行。
为抢占国际科技发展制高点，提高自主创新能力，打造产业转型升级与创新驱动发展的重大基础平台，在科技部“十二五”863计划重大项目支持下，广东省政府、广州市政府、国防科技大学、中山大学联合共建广州超级计算中心，项目位于广州大学城，总投资25亿元。
天河二号超级计算机是国防科大承担的国家863计划和“核高基”国家科技重大专项项目，其综合技术处于国际领先水平。天河二号超级计算机已在国家超算广州中心正式启动运行，并向国内外用户开放使用，已为国家863计划、973计划和国家自然科学基金等几十个项目提供了计算服务，应用领域涉及生命科学、材料科学、大气科学、地球物理、能源、宇宙、经济学等领域，在大型基因组组装、基因测序、生物医学、高通量药物筛选、污染治理、高超声速发动机燃烧模拟等一系列事关国计民生的大科学、大工程中发挥重要作用，该项目还在智慧城市、电子政务、云计算和信息服务等方面获得成功应用。如，中国商用飞机设计有限公司开展的C919飞机高精度外流场气动计算，在国际上首次实现了全机复杂构型高精度大规模数值模拟；中科院上海药物研究所开展了75万个小分子化合物的结合亲和力评估，完成了600多个各类药物的体内外活性测试评价，为治疗恶性肿瘤、乙肝、糖尿病等疾病提供了新的途径；天河二号还适配了广州市电子政务数据管理系统、云盘存储系统等关键业务系统，为广州市电子政务和智慧城市建设搭建了高效可靠的承载平台。
国家超算广州中心积极推动国际交流与合作，为国外研究机构提供高性能计算服务，与英国国家超级计算中心签署了《战略合作备忘录》。德国慕尼黑工业大学等合作团队利用天河二号，对1992年美国加州兰德斯大地震进行了模拟研究，美国佐治亚理工学院依托天河二号开展了抗艾滋病毒药物作用机理研究，均取得重要研究成果。
在国家超算广州中心“天河二号”一排排高大的机柜里，一共装有32000颗主CPU和48000个协处理器，共300多万个计算核心，自落户广州以来，它一直以如此惊人的运算速度在工作。
近日，这个“超级大脑”开始进入全面升级期，一条条“飞龙”陆续进入休憩期，为了保证用户不受影响，将始终有一条“飞龙”为“把守”，这种状态最多可能持续到9月。全新的天河二号的计算速度将达到每秒10亿亿次，科学家2013年底曾经预测这个速度原本要到2015年才能实现，但是就像谁也无法预测超级计算机的极限速度一样，谁也想不到它的进步会如此之快。
更让人惊喜的是如此高精尖的科技巨作，未来将走亲民路线，也许一天只需要花费24元，你就可以完成一次私人制造，也许是一只杯子，也许是一张沙发，如果你足够牛，这里欢迎你打造一套“钢铁侠”盔甲。
截至目前，超算中心的大用户已达到120多家，先后开展了300多项典型应用计算，同时培训了一批超算应用技术人才。
“十一五”以来，科技部不断加大对超算应用软件研发的投入，“十二五”期间的研发投入已达2亿多元，“十三五”期间将进一步加大投入。

7. 我国将研发百亿亿次的超级计算机

超级计算机是大国综合实力的象征，也是确保国家竞争优势的重要保证。在科学技术飞速发展的今天，超级计算机已成为大国重器之一。
由于从上个世纪80年代开始，美国等西方国家就对中国进口美国的超级计算机，实施一定性能水平的禁运和关键技术的封锁，中国的研发机构不得不依靠自己的研究力量攻坚克难。近年来，我国的中科院计算所、国防科技大学和江南计算技术研究所分别在超级计算的产业化和自主创新方面走出了自己的特色之路。
“天河”“曙光”“神威蓝光”“深腾”“倚天”……？中国超级计算机的发展历程，虽然比美、欧、日等发达国家短，但从21世纪在国际舞台上惊艳亮相以来，树立了一个又一个里程碑。2004年，曙光4000A位列世界十大超级计算机之一，中国高性能计算机首次进入世界前十；2009年，天河1号在世界上首次采用CPU加GPU的异构加速体系结构设计出千万亿次超级计算机；2010年11月，由国防科大设计的天河1A首次为中国夺得世界TOP500排行榜的第一名；2011年神威蓝光第一次全部采用国产CPU和国产水冷技术研制出千万亿次超级计算机；2013年天河二号又以峰值计算速度每秒5.49亿亿次连续两次夺得世界第一；2014年天河二号再次夺冠，实现三连冠。
继千万亿次超级计算机“曙光”“星云”之后，十亿亿次超级计算机“曙光7000”即将开始研发。国防科大也宣布，将在2015年研制出十亿亿次超级计算机，2020年前后研制出百亿亿次计算机。
脱胎于中科院计算所的曙光公司成立于1995年，先后推出了我国首台百万亿次、千万亿次超级计算机。经过多年的积累，曙光已成为国际领先的高性能计算机公司，正逐步从“硬件提供商”向“云计算服务提供商”迈进。截至目前，曙光公司已在全国建设并运营了7个城市云计算中心，其中的“星云”就在深圳超算中心服役，主要用于科学计算、互联网智能搜索、基因测序等。
曙光7000是公司为适应未来市场需求设计的新一代超级计算机系统，从处理器、高速通信网络、大规模存储系统、系统软件到应用软件全面采用自主技术。曙光7000的性能、效率、工艺、应用水平有望全球领先，并计划进军国际市场。
附注：本文的内容多摘自互联网。和TOP500及天河2号有关的更多前期信息，可参考《数学与计算机》专栏前期“全球超级计算机五百强、高性能计算机与天河二号”等文章。