“天河三號”Ｅ級原型機完成研制部署 國產(chǎn)百億億次超算技術再攀新高峰

　　當前，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創(chuàng)新和競爭的制高點。近日，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。在此基礎上，“天河三號”超級計算機預計于２０２０年研制成功。

（資料圖片 來源互聯(lián)網(wǎng)）

　　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。在此基礎上，“天河三號”超級計算機預計于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)展高端信息技術的牛鼻子。”國家超級計算天津中心主任劉光明表示。

　　百億億次超級計算機也就是Ｅ級超級計算機。當前，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級計算機關鍵技術”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。

　　國防科技大學和國家超級計算天津中心等團隊合作承擔了“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)關鍵技術攻關和突破，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中心組織的分項課題驗收，隨后將逐步進入開放應用階段。

　　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作品。它實現(xiàn)了豐富的技術創(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創(chuàng)新，在‘天河’超級計算機核心關鍵技術上實現(xiàn)了整體自主可控。”劉光明說，在“天河三號Ｅ級原型機系統(tǒng)”項目實施中，團隊自主設計了三款芯片：“邁創(chuàng)”眾核處理器（Ｍａｔｒｉｘ－２０００＋）、高速互連控制器、互連接口控制器；設計了四類計算、存儲和服務結(jié)點，１０余種印制電路板；設計和實現(xiàn)了新型的計算處理、高速互連、并行存儲、服務處理、監(jiān)控診斷、基礎架構(gòu)等硬件分系統(tǒng)，以及系統(tǒng)操作、并行開發(fā)、應用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)。

　　依托于全面技術創(chuàng)新，“天河三號Ｅ級原型機系統(tǒng)”實現(xiàn)了可適應科學計算和數(shù)據(jù)處理多應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，可支持１０萬結(jié)點規(guī)模的高速互連和光電混合高速信號傳輸技術，高效靶向散熱冷卻技術，用戶透明的高性能計算環(huán)境軟件支撐等技術。

　　在原型機上關鍵技術的突破，支撐了“天河三號”百億億次整機系統(tǒng)研制全面計算、訪存、通信性能平衡的設計方案。未來，“天河三號”將對已經(jīng)設計生產(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２－３年的時間，預計在２０２０年左右，打造出全自主的具有國際領先水平的新一代“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。

　　應用驅(qū)動諸多領域發(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)濟和科學研究等領域的挑戰(zhàn)性問題提供不可替代的重要技術手段。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服務實現(xiàn)收支平衡的超算中心。”國家超級計算天津中心應用研發(fā)部部長孟祥飛介紹說，國家超級計算天津中心使用的“天河一號”已經(jīng)是世界上獲得最廣泛應用的超級計算機，每天運行的計算任務超過１４００個，用戶涵蓋油氣勘探、高端裝備制造、藥物研發(fā)、霧霾預警預報等領域的重點科研、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平臺，將在長效高分辨率氣候氣象預報、大規(guī)模航空航天數(shù)值風洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、腦科學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)分析處理領域，發(fā)揮支撐和平臺作用。

　　該中心還將進一步引領天津智能產(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。（楊維成 毛振華）

　　轉(zhuǎn)自：中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報

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