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E级超算:超算界下一顶皇冠

2020-01-22 16:57:46 | 来源:北京日报 | 参与: 0 | 作者:毛秋红

  导读: 在美国《科学》杂志日前展望的2020年可能成为头条的十大科学新闻中,关于中国有望建造出世界第一台E级超算格外引人注目。

  E级超算是指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机,被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”,其发展水平已成为衡量一国科技创新实力的重要标志。

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  在美国《科学》杂志日前展望的2020年可能成为头条的十大科学新闻中,关于中国有望建造出世界第一台E级超算格外引人注目。

  E级超算是指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机,被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”,其发展水平已成为衡量一国科技创新实力的重要标志。

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  超级计算机的发展历程

  超级计算机是能够进行大规模超算运算的计算机集群系统,通常用浮点运算速度来衡量其性能。

  1964年诞生的CDC6600被公认为世界上第一台巨型计算机,其运算速度为每秒一百万次。它是由西方称为“巨型机之父”的西蒙·克雷博士研制成功。

  从这以后,巨型机经过了五代发展,分别是单片机系统、向量处理系统、大规模并行处理(MPP)体系、共享内存结构和机群系统(CLUSTER)。

  第一代的超级计算机是早期的单处理器系统,比如CDC7600、IBM360等。

  第二代是向量处理系统,上世纪70年代初,世界上最早的向量机STAR-100研制成功;

  1974年,世界上最早的SIMD阵列计算机诞生;

  1976年,CRAY公司推出CRAY-1向量机,开始了向量机的蓬勃发展。

  与此同时,第三代的大规模并行处理机开始了蓬勃发展。

  上世纪90年代初期,第四代共享内存处理系统兴起,代表机型主要有中国的银河三号、神威一号等。

  第五代是机群系统,目前新建的超级计算机大都使用机群式结构,如国外的“雷鸣”“闪电”和国内的曙光4000系列等。

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  中国超算快速崛起

  中国第一台亿次巨型计算机是1978年开始研制的“银河-Ⅰ”,其运算速度能达到每秒1亿次以上。它的研制成功使中国成为继美国、日本之后第三个具备巨型机研制能力的国家。

  1992年11月,“银河-Ⅱ”十亿次通用并行巨型机研制成功,随后“银河-Ⅲ”等系列巨型机相继研制成功。

  2009年10月,中国首台千万亿次超级计算机问世,并登上世界超算巅峰。

  这标志着中国高性能计算机研制技术进入世界领先行列。

  2013年起,“天河二号”豪取世界超算500强六连冠。2016年,中国研制的“神威·太湖之光”,凭借每秒12.5亿亿次峰值计算速度,成为世界上第一台运算速度超过十亿亿次的超级计算机。

  2015年美国开始对中国施行超算芯片禁售,从产业链条和技术层面进行遏制。中国以创新为突破,完成了超算自主可控生态体系的初步建设。

  “天河一号”“天河二号”小规模试用了自主研制的飞腾CPU;“神威·太湖之光”安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器,实现自主可控。

  另外,中国超级计算机在应用方面发展良好,高端应用连续两次获得国际高性能计算机的最高奖——戈登贝尔奖。

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