11月1日,國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心,工作人員正在維護(hù)計(jì)算機(jī)。 本報(bào)記者 王媛 攝
本報(bào)記者 廖雯穎
10月27日,國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心正式揭牌。這一中心的“神威”系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首臺(tái)全部國(guó)產(chǎn)的千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),標(biāo)志著我國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后第三個(gè)能夠采用自主研發(fā)CPU構(gòu)建千萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)的國(guó)家。
這個(gè)超級(jí)計(jì)算中心是啥模樣?跟山東的老百姓有啥關(guān)系?本報(bào)記者走進(jìn)超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心,為您揭開(kāi)它的神秘面紗。
■過(guò)去只能一個(gè)區(qū)一個(gè)區(qū)預(yù)報(bào),現(xiàn)在(用超級(jí)計(jì)算機(jī))預(yù)報(bào)的范圍已經(jīng)縮小到3平方公里。要爬千佛山,山頂和山下可以得到不同的天氣預(yù)報(bào)。
■如果按現(xiàn)有的元件構(gòu)建千萬(wàn)億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī),每年大約要消耗一個(gè)中型核電站的發(fā)電量,但“神威”功耗極低,只有1兆瓦,美國(guó)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“美洲豹”則為7兆瓦。
>>說(shuō)本領(lǐng) 運(yùn)算速度全國(guó)第二,或進(jìn)世界前二十
說(shuō)到“超級(jí)計(jì)算中心”,看過(guò)不少美國(guó)大片的人腦海中也許會(huì)浮現(xiàn)這樣一幅畫面:冰冷的巨大機(jī)器群,屏幕上一串串?dāng)?shù)字,穿著白大褂的科技工作者們面容冷肅,急促的敲擊鍵盤和按鈕的聲音此起彼伏。
11月1日上午,記者走進(jìn)位于濟(jì)南高新區(qū)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心,卻發(fā)現(xiàn)并非如此。安靜、清潔是第一印象。龐大的計(jì)算機(jī)單獨(dú)占據(jù)了一個(gè)大機(jī)室,十幾名工作人員坐在與計(jì)算機(jī)隔著玻璃的房間,通過(guò)顯示器監(jiān)控計(jì)算機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。
工作人員介紹,為了維護(hù)計(jì)算機(jī)高效運(yùn)作,機(jī)室內(nèi)必須長(zhǎng)期保持45%的濕度和21℃~23℃的溫度,對(duì)清潔度也有很高的要求。
沒(méi)有電腦顯示屏,9臺(tái)近3米高的機(jī)柜圍繞成一個(gè)圓,乍看之下,名為“神威藍(lán)光”的黑色龐然大物更像是擺成一圈的大柜子。
打開(kāi)柜門,一個(gè)個(gè)黑色的方格亮著藍(lán)燈,顯示電源接通!吧裢{(lán)光”沒(méi)有絲毫聲響,只有房間一側(cè)的降溫設(shè)備發(fā)出低沉的聲音。
“神威藍(lán)光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的CPU共有8704片微處理器,139000多個(gè)核,肉眼所見(jiàn)的每個(gè)黑格就是由16片微處理器集成。主存儲(chǔ)器容量150TB,相當(dāng)于6個(gè)國(guó)家圖書館藏書量。
“神威每秒峰值運(yùn)算可達(dá)1.07千萬(wàn)億次,比20萬(wàn)臺(tái)普通筆記本同時(shí)運(yùn)算還要快,因此能計(jì)算普通計(jì)算機(jī)所無(wú)法完成的大型復(fù)雜課題!庇(jì)算中心的研究員潘景山說(shuō)。
據(jù)悉,“神威”系統(tǒng)運(yùn)算速度在國(guó)內(nèi)位居第二,在世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)榜單或進(jìn)前二十。國(guó)內(nèi)運(yùn)算速度最快的是國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心使用的“天河一號(hào)”,它在世界可排第二。
>>談作用 天氣預(yù)報(bào)從需6個(gè)小時(shí)到僅需半小時(shí)
作為科技部規(guī)劃的三個(gè)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算中心之一(另兩個(gè)為天津和深圳),濟(jì)南中心由山東省科學(xué)院建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù),今年3月開(kāi)始建設(shè),10月底啟用,投資6億元,其中山東省出資4億元。
“老百姓可能會(huì)有疑問(wèn),政府投資這么多錢,超級(jí)計(jì)算中心究竟能干什么?”國(guó)家超算濟(jì)南中心主任顧衛(wèi)東說(shuō),高性能計(jì)算機(jī)的研制和應(yīng)用水平是一個(gè)國(guó)家科技水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。“美國(guó)上世紀(jì)90年代曾提出不再進(jìn)行核爆炸試驗(yàn),因?yàn)橥ㄟ^(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)就能模擬整個(gè)核爆的全過(guò)程!
實(shí)際生活中,超級(jí)計(jì)算機(jī)在航空航天、藥物研究、石油勘探、氣候變化、動(dòng)漫渲染、金融風(fēng)險(xiǎn)分析等方面都能發(fā)揮巨大作用。
潘景山介紹,計(jì)算中心和省內(nèi)氣象部門的合作已經(jīng)開(kāi)始。依托超級(jí)計(jì)算機(jī)火箭級(jí)的運(yùn)算速度,新的天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)大大提高了預(yù)報(bào)的時(shí)效和精度。
“打個(gè)比方,以前需要6個(gè)小時(shí)的預(yù)測(cè),現(xiàn)在只需要半小時(shí)。過(guò)去只能一個(gè)區(qū)一個(gè)區(qū)預(yù)報(bào),現(xiàn)在預(yù)報(bào)的范圍已經(jīng)縮小到3平方公里。要爬千佛山,山頂和山下可以得到不同的天氣預(yù)報(bào)!
同時(shí),超算中心也已開(kāi)展與國(guó)家海洋局第一海洋研究所的合作。潘景山舉了日本海洋研究的例子!10年前日本的地球模擬器曾控制了世界海洋科學(xué)研究,它依托超級(jí)計(jì)算機(jī),能模擬世界任何一片海域的情況!
而現(xiàn)在,“神威”能模擬地球表面任何一處海洋0.05度(海洋研究對(duì)地球經(jīng)緯度間隔劃分單位)區(qū)域內(nèi)的情況,深度可達(dá)5500米,并將其進(jìn)行60層的立體細(xì)化模擬。
此外,超算中心還為山東重大新藥創(chuàng)制平臺(tái)服務(wù)中心提供藥物篩選技術(shù)服務(wù),和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)共同打造我省第一部3D立體動(dòng)畫大片《嶗山道士》等。
>>算花銷 “節(jié)能標(biāo)兵”每年消耗2000萬(wàn)元電費(fèi)
“神威”尤為引人注目的是它世界領(lǐng)先的散熱系統(tǒng)。如果按照現(xiàn)有的元件構(gòu)建千萬(wàn)億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī),每年大約要消耗一個(gè)中型核電站的發(fā)電量。但“神威”功耗極低,只有1兆瓦。美國(guó)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“美洲豹”約為7兆瓦,我國(guó)的“天河一號(hào)”也接近4兆瓦。
“神威”創(chuàng)新地運(yùn)用了水冷散熱系統(tǒng),“就像三明治的夾心一樣,一塊水冷板被緊緊地夾在兩塊CPU板中間,無(wú)縫同步散熱,盡管CPU在高速運(yùn)行,但你聽(tīng)不到任何噪音!鳖櫺l(wèi)東打了一個(gè)形象比喻。而以往的超級(jí)計(jì)算機(jī)多用風(fēng)冷散熱系統(tǒng),大大增加了耗能量。
“神威的性能功耗比是741MFlops/w。這個(gè)數(shù)據(jù)什么意思?一瓦的電燈泡亮一秒的電量,神威能進(jìn)行7.41億次浮點(diǎn)運(yùn)算!
為了保障超級(jí)計(jì)算機(jī)安全運(yùn)行,計(jì)算中心采取雙路供電,兩個(gè)供電站雙電源供電。但因?yàn)榫G色節(jié)能的散熱設(shè)計(jì),這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)每年只需要約2000萬(wàn)元的電費(fèi)。
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