神威E級原型機 瞄準超算“皇冠”

*神威E級原型機日前正式落成啓用，其處理器、網絡芯片組、存儲和管理系統等核心器件全部為國產化，整體研製指標國際領先。*目前，神威E級原型機已完成全球氣候變化、海洋數值模擬、生物醫藥仿真、大數據處理和類腦智能等12個領域的35項重大計算任務。

E級計算機被公認為超級計算機界的下一頂“皇冠”，其計算能力高達每秒百億億次。這樣強大的計算力是一種戰略資源，在解決人類共同面臨的能源危機、污染和氣候變化等重大問題上將發揮巨大作用。日前，在位於山東濟南高新區的國家超級計算濟南中心，全部採用自主芯片研製的神威E級原型機完成研製部署，順利通過課題驗收，正式落成啓用，其整體研製指標國際領先。

實現自主研發

當前，E級超級計算機領域已成為高端信息技術創新和競爭的制高點，美國、日本以及歐盟都在加緊佈局。我國也將E級計算機列為重大科技發展戰略。在國家重點研發計劃支持下，國家並行計算機工程技術研究中心聯合國家超級計算濟南中心等團隊經過兩年多的關鍵技術攻關，研製成功神威E級原型機系統。神威E級原型機的研製成功，標誌着研製E級計算機的技術條件和工程條件全面就緒。

經濟日報記者看到，神威E級原型機放置在一個黑色機櫃中，機櫃門上鑲嵌着“神威E級原型驗證系統”字樣。“神威E級原型機就好比是一台能夠上路的概念車，原型機的成功研製，對E級計算機研製方案和技術路線進行了全面系統驗證，為下一步E級計算機的研製成功鋪平了道路。”山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）主任楊美紅介紹，神威E級原型機系統主要由硬件、軟件和應用三大系統組成。其處理器、網絡芯片組、存儲和管理系統等核心器件全部為國產化。

這一原型機的系統軟件，由完全自主研發的神威睿思操作系統、神威睿智編譯器等構建。運算系統全部採用“神威26010＋”眾核處理器，高速互連網絡系統全部採用申威網絡交換芯片、申威消息處理芯片，這些關鍵部件均具備完全自主知識產權。存儲和管理系統由申威多核處理器構建，實現對該領域產品的國產化替代。

此前，國家超級計算濟南中心已部署有中國首台全部採用國產CPU和系統軟件構建的千萬億次計算機—“神威⋅藍光”，至今已運行7年。現在神威E級原型機的運算能力達到“神威⋅藍光”的3倍，體積僅為後者的九分之一，能耗同比下降75%。

應用領域廣泛

國家超級計算濟南中心副主任潘景山將超算的功能總結為“三算”:“從算天、算地，再到算人，未來是一切皆可算。”神威E級原型機啓動後，將進一步拓寬山東在超級計算機的應用領域，從氣候氣象預報、深空深海深地探測、生命科學、天體物理、航空航天等領域，進一步拓展到互聯網、雲計算、大數據、人工智能、基因測序、金融計算、先進製造、現代海洋等領域。潘景山舉例，到時候就算是濟南千佛山上的一片雲，也能算到它何時下雨、能下多大。神威E級原型機還可以運用基因數據、重大疾病數據做健康管理。

潘景山介紹，神威E級原型機首次在國產超級計算機上構建了人工智能軟件生態鏈，基於神威深度學習庫和框架，開展了對弈系統、醫療影像識別、機器翻譯多個大規模人工智能應用，其中機器翻譯應用的數據規模、並行規模和訓練速度世界領先。

目前，神威E級原型機已完成全球氣候變化、海洋數值模擬、生物醫藥仿真、大數據處理和類腦智能等12個領域的35項重大計算任務。其中，22項應用具備擴展到E級計算機整機規模的能力，6項應用成功入圍被稱作超級計算應用領域“諾貝爾獎”的戈登貝爾獎。

潘景山告訴記者，神威E級計算機預計於2020年完成研製部署，將率先跨越百億億次量級台階，採用的新一代眾核處理器有望成為世界運算速度最快的處理器，節點規模可擴展至數十萬量級。

潘景山表示，作為大科學裝置，神威E級原型機將為海洋強國戰略打造“深藍大腦”，為鄉村振興、科教興國等戰略構建國家超算互聯網基礎設施。同時，該計算機還將立足山東，服務全國，滿足健康醫療、航空航天、生物信息等領域的一批國家科學與工程計算需求，促進科技創新和經濟發展，進一步推動中國製造走向中國創造。（記者 管斌 通訊員 郭樹蛟）