出品：科普中国

制作：中国科学院计算技术研究所 张云泉   幻彩宝宝科普创新公社 武瑞雪

监制：中国科学院计算机网络信息中心

北京时间6月20日，德国法兰克福国际超算大会（ISC）公布了新一期全球超级计算机TOP500榜单，由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威·太湖之光”以超第二名近三倍的运算速度夺得第一，成为世界上首台运行速度超过十亿亿次的超级计算机，标志着我国超级计算机研制能力已位居世界领先水平。

那么，站在世界之巅的“神威·太湖之光”究竟“神”在哪里？此次问鼎TOP500榜首对我国超算领域发展又有怎样的意义？我们特邀参与本次德国法兰克福国际超算大会（ISC）的中科院计算所研究员张云泉研究员为各位网友一探究竟。

关于TOP500的冷知识

本次中国超级计算机“神威·太湖之光”问鼎TOP500榜首，让国人为之振奋，相信很多人在激动的之余都会想知道TOP500究竟意味着什么？

国际TOP500组织是一个具有较长历史并专注于发布全球已安装超级计算机系统排名的权威机构，它以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名，每年发布两次，其目的是促进国际超级计算机领域的交流与合作。张云泉介绍，TOP500世界超级计算机排行榜最早是由德国慕尼黑大学的汉斯教授在1993年发起的，每年发布两次，至今已有23年的历史，刚刚落幕的德国法兰克福国际超算大会（ISC）已经是第47届。

此外，TOP500排行榜的发布场合也具备国际权威性。TOP500组织每年发布两次超级计算机排名情况，分别是在德国举办的世界超算大会（ISC）和在美国举办的世界超算大会（SC），代表着超级计算机的国际水平，同时也是各国超级计算机领域发展水平的标杆。

除了历史悠久、发布场合权威，TOP500排行榜采取的评审标准也是业界公认的权威标准，也就是根据超级计算机基准程序Linpack测试值进行排序。张云泉解释说，Linpack现已经成为国际上最为流行的用于测试高性能计算机系统浮点性能的benchmark（基准点）。通过超级计算机求解N元一次稠密线性代数方程组的测试，从而评价高性能计算机的浮点性能。这也是一个公开的客观评审标准，其评审结果是得到业界广泛认可的。

中国超算显神威

“神威·太湖之光”落户江苏省国家超级计算无锡中心，是一套非常宏大的计算机系统，由40个运算机柜和8个网络机柜组成，每个运算机柜比家用的双门冰箱略大，打开柜门，4块由32块运算插件组成的超节点分布其中。每个插件由4个运算节点板组成，一个运算节点板又含2块“申威26010”高性能处理器。一台机柜就有1024块处理器，整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。那么，作为世界上最快的超级计算机，“神威·太湖之光”一举拿下TOP500冠军的过人之处有哪些？张云泉研究员为我们进行了如下解读：

速度较量，唯快不破。张云泉表示，“神威·太湖之光”的峰值计算速度已经达到了每秒12.54亿亿次，其一分钟的计算能力相当于全球72亿人同时用计算器不间断计算32年，这是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。同时，持续计算速度为每秒9.3亿亿次，速度比此前六连冠、目前排第二的“天河二号”快出近两倍，效率也提高3倍。

最强大脑，中国芯。“神威·太湖之光”之所以拥有世界最快运行速度，当然还要归功于其强大的核心部件。张云泉介绍， “神威·太湖之光”是首次完全用“中国芯”制造的中国最强大的超级计算机，此前“天河二号”使用的是英特尔至强处理器和Xeon Phi协处理器。作为“最强大脑”的“中国芯”，“申威26010”众核处理器这个只有5厘米见方的薄块，集成了260个运算核心，数十亿晶体管，达到了每秒3万多亿次计算能力，单芯片计算能力相当于3台2000年全球排名第一的超级计算机。40960个“中国芯”同时工作，让“神威·太湖之光”登上了世界计算巅峰。

超算用途广：比名次更重要的是造福人类

超级计算机在能源、航天、生物制药等领域已经有了丰富而卓有成效的应用，截至目前，国家超级计算无锡中心已经承接了国内多个重大应用项目。其中，清华大学在“神威太湖之光”计算机系统上首次实现了百万核规模的全球10公里高分辨率地球系统数值模拟。“神威·太湖之光”超级计算机在成果应用上也取得了重大进展。在试运行期间，清华大学、北京大学、中科院软件所、中船重工702所、国家计算流体力学实验室等30多家用户单位，在天气气候、航空航天、海洋科学、新药创制、先进制造、新材料等领域，与超算无锡中心建立了应用合作关系。其中，有3个应用课题获得有“国际高性能计算应用领域诺贝尔奖”之誉的“戈登贝尔奖”提名，这是中国人在国产超级计算机上的应用课题首次入围“戈登贝尔奖”，这一重大突破标志着我国超级计算机的应用能力也达到了世界领先水平。

　超级计算机，被称为“国之利器”，是国家科技综合实力的体现，从高端材料，到生命科学和生物技术，再到深海探测、空间技术各领域，都离不开超算领域的支撑。

“神威·太湖之光”勇夺榜首，标志着我国超级计算机研制能力已位居世界领先水平，与此同时，我国超级计算机领域的科研探索和研究仍有很长的道路要走。

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