在2015年11月16日公布的新一期全球超级计算机500强榜单中，中国“天河二号”超级计算机连续第六度称雄。据榜单，较早名“天河二号”的浮点运算速度为每秒33.86千万亿次，第二名美国“泰坦”的浮点运算速度为每秒17.59千万亿次。第三名至第五名依次为美国“红杉”、日本“京”和美国“米拉”超级计算机。实际上，这5台超级计算机的排名自2013年6月以来就没有变化。图为“天河二号”超级计算机系统。新华社记者 龙弘涛摄
在发展迅猛、竞争激烈的世界超算领域，中国超算以骄人的成绩向世界表明了自主创新与发展的信心与潜力。着眼下一代百亿亿次超级计算系统的新一轮国际竞争，我国“超算人”正在开展前沿技术攻关，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。
2015年11月16日，第46届世界超级计算机500强榜单出炉，由国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机系统再次荣获较早。这是“天河二号”自2013年6月问世以来，连续6次位居世界超算500强榜首，创造了超算领域一项新的世界纪录。
在发展迅猛、竞争激烈的世界超算领域，“天河二号”六度称雄，中国超算以骄人的成绩向世界表明了自主创新与发展的信心与潜力。
从无到有，中国超算创出好成绩
在一些人看来，超级计算机就是“堆芯片”，堆的数量级越大，计算速度也就越快。事实上，基于集群结构的超级计算机通过网络进行分布式计算，如果分布不合理，每个CPU的效能就得不到充分发挥，并非1+1=2的公式所能够简单概述。
这就好比领导一家50人或5000人的公司，如果不能合理安排运营，人数多者的工作效率反而会远低于人数少者。研制一款超级计算机也是如此，如何让它所装备的上万枚CPU的性能尽可能发挥出来，形成高效运转的计算系统，成为关键。
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较早，中国超算首次站上了世界超算之巅。
“天河一号”所采用的“CPU+GPU异构融合体系”，走着一条不同于此前任何系统的技术路线，更因低能耗、低成本、高集成度等优点，一度成为国际超算设计的主流。升级后的“天河一号”还首次安装了“中国芯”——飞腾1000，搭载了2048颗中国设计师自主研制的微处理器，部分取代此前中国超算完全使用进口芯片的局面，实现了国产CPU芯片从无到有的蜕变。
两年半后，经历了超级计算机世界榜单冠军的轮番更迭，“天河二号”以每秒33.86千万亿次的持续计算速度，重新回归“世界较早”的宝座。
国防科技大学“天河二号”主任设计师杨灿群介绍，“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，高起点谋划“天河二号”的研制。
中国团队大胆创新，放弃此前出色的GPU，利用被称为MIC的英特尔部件作为加速器，设计出“新型异构多态体系结构”，不仅创造出比上届冠军美国“泰坦”快近一倍的惊人成绩，还将其应用从科学计算拓展至大数据处理、大规模信息服务等多个领域。
这一回，“天河二号”所采用的国产CPU“飞腾1500”已占到全部CPU的1/8，虽然目前我国仍然摆脱不了多数大型应用软件只能从国外引进的困局，但“飞腾1500”性能比“飞腾1000”提高了18倍，中国正通过自主创新逐步缩小与世界的差距。
自慢逐快，超算打响全球争夺战
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。超级计算机更是一个国家科技创新能力和综合国力的重要标志，成为世界大国争夺的战略制高点。
在超级计算机强大的运算速度下，人们可以通过数值模拟来预测和解释诸多无法实验的自然现象，并运用到地震监测、材料科学、天体物理、公共健康、生物信息等方面，逐一探索未知的奥秘。
同时，它还能“玩转”艺术——电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时1年多完成，如果用“天河二号”，则仅需1个月时间；“玩转”机械制造——传统手段研发新车要经过上百次碰撞实验、历时两年多才能完成，而利用“天河二号”进行模拟，只需3到5次实车碰撞、两个月即可实现；“玩转”那些高深莫测的地球科学——回溯地球上的气候变迁历史，“天河一号”可以模拟2000年前的变化，“天河二号”则可以模拟到5000年前甚至更远。
超级计算机可问九天、可探黄土，引得世界各国为超级计算机的研发竞折腰——
1976年，美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒2.5亿次的超级计算机。1983年11月，我国较早台亿次巨型计算机“银河”在国防科学技术大学诞生，中国成为继美、日后独立设计和制造巨型计算机的国家。
2011年，日本的超级计算机“京”拔得头筹，却迅速在2012年被美国“红杉”超越，同年，美国“泰坦”问鼎超级计算冠军，美日之间的“较早之争”愈演愈烈，直到“天河二号”的问世和6连冠的无可匹敌。
当前，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”。不久前，奥马巴发布了“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，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。
杨灿群说，“天河二号”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，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。
由虚入实，科技服务社会显神通
一边，科技领域一路高歌猛进寻突破，不断刷新数字记录；另一边，中国企业从未停下将创新致力于服务社会的脚步，积极作用于实践。
在本期榜单中，中国超算拿到了500个席位中的109席，超过欧洲和日本，位居第二。其中，中科曙光以49台的成绩超过IBM问鼎榜单系统份额三甲，实现中国企业在世界超算领域的历史性突破。
此前，在2015年HPC China大会上，中科曙光才刚刚摘得中国HPC TOP100的桂冠，连续7年作为国内高性能计算（HPC）领域的领军企业，带头谋发展。
中科曙光一直专注于将科技成果转化为真正服务于实际的强大动力，不仅“顶天”，还要“立地”。
在中石油、中石化和中海油勘探计算机房内，随处可见曙光HPC的身影，在勘探石油时，它们为工程师提供高精度的采油区地下构造和地质信息；去年9月，中科曙光与大气物理所等单位共同研发“地球数值模拟装置”原型机系统，填补了我国地球系统模式大数据实践平台的空白。如今，其高性能计算应用已广泛部署在互联网大数据、工程计算、气象海洋、生命科学、石油物探等领域。
中国经济的高速发展对高性能计算提出更多迫切需求，这样的需求将持续到“十三五”时期，智能制造、智慧城市、战略性新兴产业、大数据国家战略等，都需要HPC作为基石。
我国“十三五”时期经济转型的巨大需求，以及互联网大数据的快速发展，不断对计算速度和精确度提出更高的要求。我们相信，中国超算的从来不是昙花一现，它还将在未来继续比肩世界较前沿，实现“中国速度”的新超越。（经济日报记者 曹红艳 郭静原）
