通用算力提升5倍新一代国产超算“天河星逸”发布

  12月6日，在广州举行的2023年超算创新应用大会上，国家超算广州中心发布新一代国产超级计算系统“天河星逸”。粤港澳超算应用互联网建设正式启动。

  “天河星逸”以应用为中心，采用国产先进计算架构、高性能多核处理器、高速互连网络、大规模存储等关键技术构建，全面满足高性能计算、AI大模型训练、大数据分析等应用场景需求。

  据国家超算广州中心主任卢宇彤介绍，“天河星逸”将为广州市、广东省和粤港澳大湾区的前沿科技突破、战略工程建设、产业升级转型提供强劲的高端算力与平台支撑。

  “天河星逸”在通用CPU计算能力、网络能力、存储能力及应用服务能力等多方面较“天河二号”实现倍增，以满足日渐增长的高性能计算、人工智能大模型训练以及大数据分析等多种应用场景的需求，逐步提升该中心的多领域应用服务能力。

  据悉，“天河二号”一期系统峰值计算速度达到每秒10.07亿亿次、持续计算速度达到每秒6.14亿亿次、总内存容量约3PB，全局存储总容量约19PB。国防科技大学计算机学院院长、博士生导师卢凯在接受各个媒体采访时介绍，“天河二号”解算出台风移动路径，仅需半小时。

  国家超算广州中心业务主机“天河二号”研制工程总设计师廖湘科表示，“天河二号”于2013年研制成功，并曾连续多次夺得TOP500世界超算冠军，是我国超算系统研制进入世界领先行列的重要标志，但国产超算应用一直是我国超算发展面临的挑战。

  国家超算广州中心副主任陈志广表示，“天河星逸”采用了最先进的超算技术，相比原有系统，在通用算力上提升了5倍，并且强调了应用能力的提升，应用软件存在逐步发展的空间。超算互联网最终目标是实现全国联网，下一步计划与深圳超算、无锡超算实现联网。

  卢宇彤表示，国家超算广州中心发展十年来，打造面向领域的应用服务平台，用户数由最初的300多个增长至30多万，“天河二号”超算应用入选中国十大科技进展。

  “广州超算坚持以建设世界一流超算中心为目标，不断拓展超算应用领域，自主研发核心应用技术，打造面向领域的应用服务平台。”卢宇彤表示，为了进一步支撑粤港澳大国际科学技术创新中心建设，中心在粤港澳大湾区建设了15个分中心并成立了粤港澳超算联盟，形成了立足湾区、服务全国、影响世界的应用格局，已成为中国超算中心的标杆，位列全球最具应用影响力五强。

  广州市科学技术局党组书记弓鸿午强调，广州超算中心作为国之重器，架起了超算系统与现实应用的桥梁，加速前沿科学研究取得突破性成果，支撑重大工程应用实现跨越式发展，助推战略新产业实现转变发展方式与经济转型，全面服务广州市经济社会高水平质量的发展。广州将继续支持超算中心依托新一代国产超算系统，加速探索超级算力转化为新质生产力，更好服务“数字湾区”的建设。

  随着粤港澳大湾区科学技术创新和战略产业高质量发展提速，为逐步推动算力并网，聚合超级计算机为代表的算力资源、高速网络资源及超算应用资源，国家超算广州中心联合鹏城实验室等14家单位真正开始启动粤港澳超算应用互联网建设，共同打造国家级科学技术创新平台。

  超级计算机是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的计算机，它是各国竞相角逐的科技制高点，也是国家综合科学技术实力的体现。

  “超级计算机的体积很大，比如神威·太湖之光占地605平方米，差不多10个羽毛球场的大小，需要有一栋专门的建筑来放置!”近日，中国工程院院士、清华大学计算机系教授郑纬民在浙江省宁波大学园区图书馆“院士开讲啦”第四期科普课堂上，向中小学生们介绍了超级计算机究竟是啥。

  除了“体积大”这个特点，超算的第二个特点是计算能力强。现在国际上最快的超级计算机的算力为一个EFLOPS(每秒一百亿亿次浮点运算次数)，相当于一亿台普通笔记本电脑的计算能力。怎么理解一百亿亿这一个数字?也就是1的后面18个0。郑纬民院士用打印机做了一个比喻:打印机一秒钟能打一张纸，这张纸里有1000个字符，也就是说这台打印机的速度为一个KFLOPS(每秒一千次浮点运算次数)。现在最快的计算机一秒钟能打印的纸张的数量，可以从地球摞到太阳。

  国防科技大学计算机学院院长、博士生导师卢凯也曾形象地说，全世界最快的超级计算机运算速度已超越每秒100亿亿次。如果换成人工计算，1个人不吃不喝不眠不休每秒计算1次，所需要的时间量将更加令人难以想象。

  要算出台风移动路径，“天河二号”半小时就能解算出来，这样给台风路径上的居民留出了几个小时的避难时间。怎样算台风的路径，几十年前就已经有了成熟的公式。但是，如果算力不足，同样大小的数据量，可能台风都过去了，计算机还没算出来，或者不准确。

  第三个特点是耗电大。以世界首台峰值运算速度超过十亿亿次的超级计算机神威·太湖之光为例，它满负荷功率相当于智能手机的300万倍。

  超级计算机在日常生活中有许多应用，业界用3个简单的词来概括:算天、算地、算人。

  “算地”就是算地质的演化、地质的勘探，可以简单地把它比喻成“给地球做CT”。

  “算人”是什么呢?基因数据是一个庞大数据群，我们应该用超级计算机进行数据分析，揭示人类基因的密码。

  比如，天气预报就是由超级计算机的庞大算力在支撑。天气预报非常讲究时效性，超级计算机的计算过程非常迅速，高性能能够发挥重要作用。

  而且，还要保证精度，比如，不但可以预测市区天气，还能具体到区区甚至每个街道的天气情况。不过，精度越大，就需要越强的计算力。

  卢凯说，现在精细化预报精度能够达到几米，你头顶的乌云会不会下雨，都能够最终靠超级计算预测出来。现在要算出台风移动路径，“天河二号”半小时就能解算出来，这样给台风路径上的居民留出了几个小时的避难时间。

  怎样算台风的路径，几十年前就已经有了成熟的公式。但是，如果算力不足，同样大小的数据量，可能台风都过去了，计算机还没算出来，或者算出来的不准确。这样会造成极大影响。

  中国工程院院士、清华大学计算机系教授郑纬民介绍，目前超级计算机水平领先的包括美国、中国、日本、欧洲，我们的祖国已形成了天河、曙光、神威等系列的超级计算机集群，目前已达到世界领先水平，跟高铁、5G一样，都是我国的一张闪亮名片。

  我国目前已形成了14个超算中心，中国的天河一号、天河二号、神威·太湖之光，都曾经登上过Top500(全球最强的500台机器)排行榜的榜首。郑纬民指出，将世界领先的计算能力高效转化为解决科学与工程难题的能力是全球范围难题，要一直探索解决，关键之一就是超算基础软件的部署。此外，目前国家的网络宽带速度还不足以满足超算的实际应用。

  天津中心部署有“天河一号”超级计算机和“天河三号”原型机系统。天津中心应用涉及石油勘探、生物医药、动漫设计、航空航天、气象研究、可控核聚变、土木建筑规划设计分析、高端装备制造等多个领域。

  广州中心配置了“天河二号”系统。投入运行以来，已经在生物医药、生命健康、汽车造船、影视动漫、工业设计、金融服务、核电、海洋等战略性产业和气象、公共安全等社会管理服务领域取得了良好的应用效果。

  长沙中心拥有“天河一号”超级计算机、“天河·天马”AI计算集群等多个计算平台。该中心主要使用在于科学研究、信息服务、装备制造等多个领域。

  深圳中心配备有曙光“星云”超级计算机。该中心以云计算为方向，开展存储、虚拟化、超大规模科学计算、工程仿真和图形图像处理领域的研究。

  济南中心配备了神威蓝光超级计算机。济南中心主要为海洋科学、现代农业、油气勘探、气候气象、药物筛选、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术上的支持服务。

  无锡中心拥有中国首台全部采用国产处理器构建的“神威·太湖之光”超级计算机。无锡中心为生物医药、海洋科学、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供了计算和技术上的支持服务。

  郑州中心配备了新一代高性能计算机“嵩山”超级计算机。郑州中心重点围绕数字化的经济、社会管理、精准医学、生物育种、环境治理、高端装备、人工智能、国土资源管理等方面开展重点特色应用。

  昆山中心将承接长三角区域大科学装置的先进计算及科学大数据处理服务，应用领域包括人工智能、生物医药、物理化学材料、大气海洋环境等前沿科学领域。

  成都中心的超算服务被誉为“西部最强大脑”。投运来，先后为北京、上海等35个城市提供了算力服务，领域涵盖航空航天、装备制造、新型材料、人工智能等30个领域。

  西安中心应用领域广泛，从先进制造、芯片设计等科技前沿，到能源利用、天文物理等国家重大需求，均有涉及。目前，一期项目已完成，二期项目正在建设中。

  一期系统峰值计算速度达到每秒10.07亿亿次、持续计算速度达到每秒6.14亿亿次、总内存容量约3PB，全局存储总容量约19PB

  在通用CPU计算能力、网络能力、存储能力及应用服务能力等多方面较“天河二号”实现倍增

  由广东省人民政府、广州市人民政府、国防科技大学和中山大学共同建设。坐落在中山大学东校区，总建筑面积42332平方米(地上5层，约32332平方米)，其中机房及附属用房面积约17500平方米，包括主机房、存储机房、高低压配电房、冷却设备用房及附属用房等功能用房。

  文/图来源:新华社央视 现代金报宁波晚报 国家超算广州中心网站 报等