新華社天津７月２６日電題：國產(chǎn)百億億次超算技術(shù)實現(xiàn)新突破　“天河三號”Ｅ級原型機完成研制部署

新華社記者楊維成、毛振華

近日從位于天津濱海新區(qū)旗下開發(fā)區(qū)的國家超級計算天津中心傳來消息，我國自主研發(fā)的新一代百億億次超級計算機——“天河三號”Ｅ級原型機完成研制部署，并順利通過分項驗收。該原型機系統(tǒng)采用了三種國產(chǎn)自主高性能計算和通信芯片。在此基礎(chǔ)上，“天河三號”超級計算機預(yù)計于２０２０年研制成功。

持續(xù)攻堅再攀新高峰

“超級計算機已成為一個國家信息技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動，國家綜合國力提升的強大支撐，以及快速發(fā)展高端信息技術(shù)的牛鼻子?！眹页売嬎闾旖蛑行闹魅蝿⒐饷鞅硎?。

百億億次超級計算機也就是Ｅ級超級計算機。當(dāng)前，新一代百億億次超級計算機的研制計劃是國際上高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競爭的制高點。美國和日本均已提出Ｅ級超級計算機的研制計劃，擬在２０２０年或之后完成研制。

我國超算問鼎世界桂冠是從部署在國家超級計算天津中心的“天河一號”起步。一路走來，先后有“天河二號”和“神威·太湖之光”等傳承和發(fā)展。面對超算發(fā)展新趨勢，２０１６年，科技部結(jié)合“十三五”發(fā)展規(guī)劃，通過國家重點研發(fā)計劃支持，開始分兩期啟動我國Ｅ級計算機研制計劃。第一期主要為“Ｅ級計算機關(guān)鍵技術(shù)”研究，安排了三個Ｅ級原型樣機的研制，第二期為具體研制Ｅ級計算機。

國防科技大學(xué)和國家超級計算天津中心等團隊合作承擔(dān)了“天河三號Ｅ級原型機系統(tǒng)”研制項目。經(jīng)過兩年多的持續(xù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和突破，原型系統(tǒng)研制成功，并在國家超級計算天津中心部署完成，７月２２日順利通過科技部高技術(shù)中心組織的分項課題驗收，隨后將逐步進入開放應(yīng)用階段。

創(chuàng)新為先實現(xiàn)自主可控

相比上一代超級計算機，“天河三號”是一個劃時代的先進技術(shù)作品。它實現(xiàn)了豐富的技術(shù)創(chuàng)新，這在原型機上已經(jīng)得到淋漓盡致的體現(xiàn)。

“幾十年的積累和不斷的技術(shù)創(chuàng)新，在‘天河’超級計算機核心關(guān)鍵技術(shù)上實現(xiàn)了整體自主可控?！眲⒐饷髡f，在“天河三號Ｅ級原型機系統(tǒng)”項目實施中，團隊自主設(shè)計了三款芯片：“邁創(chuàng)”眾核處理器（Ｍａｔｒｉｘ－２０００＋），高速互連控制器，互連接口控制器；設(shè)計了四類計算、存儲和服務(wù)結(jié)點，十余種印制電路板；設(shè)計和實現(xiàn)了新型的計算處理、高速互連、并行存儲、服務(wù)處理、監(jiān)控診斷、基礎(chǔ)架構(gòu)等硬件分系統(tǒng)，以及系統(tǒng)操作、并行開發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)。

依托于全面技術(shù)創(chuàng)新，“天河三號Ｅ級原型機系統(tǒng)”實現(xiàn)了可適應(yīng)科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理多應(yīng)用需求的柔性體系結(jié)構(gòu)，突破了計算訪存通信三方平衡的高性能計算結(jié)點技術(shù)，可支持十萬結(jié)點規(guī)模的高速互連和光電混合高速信號傳輸技術(shù)，高效靶向散熱冷卻技術(shù)，用戶透明的高性能計算環(huán)境軟件支撐等技術(shù)。

在原型機上關(guān)鍵技術(shù)的突破，支撐了“天河三號”百億億次整機系統(tǒng)研制全面計算、訪存、通信性能平衡的設(shè)計方案。未來，“天河三號”將對已經(jīng)設(shè)計生產(chǎn)的計算、互連通信核心芯片再進行全面升級，進一步完善可支持艾字節(jié)（ＥＢ）級海量數(shù)據(jù)存儲的層次式存儲系統(tǒng)，優(yōu)化適用高性能計算和高效大數(shù)據(jù)處理的柔性體系結(jié)構(gòu)。利用２到３年的時間，預(yù)計在２０２０年左右，打造出全自主的具有國際領(lǐng)先水平的新一代“天河三號”Ｅ級超級計算機。屆時，其運算能力將比“天河一號”提高２００倍，實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

應(yīng)用驅(qū)動諸多領(lǐng)域發(fā)展

在劉光明看來，性能卓越的國產(chǎn)新一代超算“既好看又中用”。它將有助于解決我國高性能計算能力問題，為解決我國國民經(jīng)濟和科學(xué)研究等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題提供不可替代的重要技術(shù)手段。同時可直接提高科研院所的科技創(chuàng)新能力，提升企業(yè)核心競爭力。

“國家超級計算天津中心是國際上首個依靠高技術(shù)服務(wù)實現(xiàn)收支平衡的超算中心?！眹页売嬎闾旖蛑行膽?yīng)用研發(fā)部部長孟祥飛介紹，中心使用的“天河一號”已經(jīng)是世界上獲得最廣泛應(yīng)用的超級計算機，每天運行的計算任務(wù)超過１４００個，用戶涵蓋油氣勘探、高端裝備制造、藥物研發(fā)、霧霾預(yù)警預(yù)報等領(lǐng)域的重點科研、企業(yè)、政府機構(gòu)近１６００家。

“天河一號”累計支持國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃等重大項目超過１３００項，涉及經(jīng)費超過２０億元，取得國家級、省部級等重要獎勵成果及出版成果超過２０００項。通過先進產(chǎn)品設(shè)計、先進工藝優(yōu)化、先進材料研發(fā)等，為企業(yè)年均新增經(jīng)濟效益超過３０億元。

孟祥飛說，未來，國家超級計算天津中心將依托“天河三號”，構(gòu)建超級計算與云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能深度融合的高性能計算服務(wù)平臺，將在長效高分辨率氣候氣象預(yù)報、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、腦科學(xué)與基因工程等一系列超大規(guī)模計算與模擬，以及涉及國計民生、信息安全的政務(wù)數(shù)據(jù)、醫(yī)療衛(wèi)生、基因健康等大數(shù)據(jù)分析處理領(lǐng)域，發(fā)揮支撐和平臺作用。

該中心還將進一步引領(lǐng)天津智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，以“京津冀大數(shù)據(jù)協(xié)同處理中心”等為載體，對接雄安新區(qū)，全面服務(wù)京津冀協(xié)同創(chuàng)新，成為京津冀區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展的重要引擎。（完）