“六冠王”天河二号续写超算传奇

　　天河二号超级计算机系统在最新一期世界超级计算机500强排行榜中再次位居第一，获得“六连冠”殊荣——

　　日前，在美国召开的2015国际超级计算大会上，国际TOP500组织发布了最新一期世界超级计算机500强排行榜，由国防科技大学研制的天河二号超级计算机系统再次位居第一，获得“六连冠”殊荣。在发展迅猛、竞争激烈的世界超算领域，天河二号为何能六度称雄？面对美国芯片限售，中国超算如何走出自主发展康庄大道？国防科技大学天河二号主任设计师杨灿群教授就此进行了深入解析。

　　多点突破 成就中国速度

　　杨灿群介绍，天河二号之所以能连续6次夺冠与它在设计之初的高起点密不可分。天河二号的设计目标是保障珠三角地区的高性能计算和大数据处理需求，同时要能辐射港澳并向国外开放，所以天河二号设计性能指标定位于天河一号运算能力的10倍以上。2010年11月，国防科大研制的天河一号以峰值速度每秒4700万亿次、实际速度每秒2566万亿次的优越性能，在第36届国际超算500强排行榜上位居世界第一，中国超算首次站到了世界超算之巅。但很快被一台日本超级计算机超越。

　　“相互超越是国际超算领域的常态，为了能在世界超算领域保持领先优势，我们瞄准国际前沿，超前部署，高起点谋划天河二号的研制。”杨灿群说，凭借多年的技术积累和丰富的工程经验，他们在异构体系结构、自主定制高速互联网络、新型并行编程模型框架等方面实现了一系列创新突破，使天河二号峰值运算速度为每秒5.59亿亿次，实际运算速度达到3.39亿亿次，成为当今世界上运算速度最快的超级计算机。

　　2013年6月，天河二号在长沙研制成功，“中国速度”立即引起国内外广泛关注。国际超算组织专门派专家组前来考察，经测试认为，天河二号计算能力是美国“泰坦”超级计算机的两倍以上，并在当年的世界超算500强排行榜上位居第一。天河二号在国家超算广州中心投入运行后，着力推进超级计算机在科技创新和经济社会发展中的应用，构建的材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗等6个应用服务平台，为国内外近500家用户提供高性能计算和云计算服务。

　　追兵迫近  倍增领跑压力

　　当今世界，高性能计算已成为理论和实验之外的第三种科学研究手段。超级计算机是一个国家科技创新能力和综合国力的重要标志，已成为世界大国争夺的战略制高点。杨灿群指出，天河二号虽然已经连续6次位居世界第一，但西方大国追赶的步伐一刻也没有放缓。

　　美国等发达国家都在积极研制新一代超级计算机，希望能够尽快超越天河二号。奥马巴不久前发布了“创造全国性的战略计算行动”计划，把超算研究上升为国家战略。从实力上说，美国从来都是超算研究和应用的实力派，其在下一代超算“极光”的研发上，采用新思维，整合几大国家实验室力量基础上，吸收顶级计算机公司参与，大大加快科技成果的转化，这给天河二号继续领跑形成强大压力。

　　苦练内功 突破技术封锁

　　超级计算机的研发和构建是一项复杂的系统工程，不可能一蹴而就，新一代机型的研发往往需要4-5年甚至更长的时间才可能投入实际应用，如果国外的研发计划在2013年6月天河二号发布之后才启动，那么，要到2017年至2018年才能研制出新一代超级计算机，与天河二号争夺冠军宝座。

　　今年，美国宣布对国防科大等4家单位实施芯片限售，以此阻止我国超算发展。面对激烈竞争，国防科技大学“天河”超算团队加紧创新步伐。杨灿群说，为应对芯片限售，目前团队正加紧研制具有自主知识产权的新一代“飞腾”CPU和众核加速器，有望在明年推出基于自主众核加速器的10亿亿次天河二号升级系统。同时，他们将着眼下一代百亿亿次超级计算系统的新一轮国际竞争，开展前沿技术攻关，力争长期保持我国在世界超算领域的核心竞争力，继续书写“中国速度”新的传奇。