“天河三號”E級原型機完成研制部署

　　

　　近日從位于天津濱海新區(qū)旗下開發(fā)區(qū)的國jia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(chǔ)上,“天河三號”超級計算機預(yù)計于2020年研制成功。
　　持續(xù)攻堅再攀新高峰
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　　“超級計算機已成為一個國jia信息技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動,國jia綜合國力提升的強大支撐,以及快速發(fā)展信息技術(shù)的牛鼻子。”國jia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(dāng)前,新一代百億億次超級計算機的研制計劃是上信息技術(shù)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。
　　我國超算世界桂冠是從部署在國jia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jia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。期主要為“E級計算機關(guān)鍵技術(shù)”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(xué)和國jia超級計算天津中心等團(tuán)隊合作承擔(dān)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(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和突破,原型系統(tǒng)研制成功,并在國jia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(shù)中心組織的分項課題驗收,隨后將逐步進(jìn)入開放應(yīng)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(jìn)技術(shù)作品。它實現(xiàn)了豐富的技術(shù)創(chuàng)新,這在原型機上已經(jīng)得到的體現(xiàn)。
　　“幾十年的積累和不斷的技術(shù)創(chuàng)新,在‘天河’超級計算機核心關(guān)鍵技術(shù)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(tuán)隊自主設(shè)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(shè)計了四類計算、存儲和服務(wù)結(jié)點,十余種印制電路板；設(shè)計和實現(xiàn)了新型的計算處理、高速互連、并行存儲、服務(wù)處理、監(jiān)控診斷、基礎(chǔ)架構(gòu)等硬件分系統(tǒng),以及系統(tǒng)操作、并行開發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)。
　　依托于全面技術(shù)創(chuàng)新,“天河三號E級原型機系統(tǒng)”實現(xiàn)了可適應(yīng)科學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理多應(yīng)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(shù),可支持十萬結(jié)點規(guī)模的高速互連和光電混合高速信號傳輸技術(shù),高笑靶向散熱冷卻技術(shù),用戶透明的高性能計算環(huán)境軟件支撐等技術(shù)。
　　在原型機上關(guān)鍵技術(shù)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(shè)計方案。未來,“天河三號”將對已經(jīng)設(shè)計生產(chǎn)的計算、互連通信核心芯片再進(jìn)行全面升級,進(jìn)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笑大數(shù)據(jù)處理的柔性體系結(jié)構(gòu)。利用2到3年的時間,預(yù)計在2020年左右,打造出全自主的具有水平的新一代“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(yīng)用驅(qū)動諸多領(lǐng)域發(fā)展

　　在劉光明看來,性能的國產(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(jì)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題提供不可替代的重要技術(shù)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jia超級計算天津中心是上第1個依靠高技術(shù)服務(wù)實現(xiàn)收支平衡的超算中心。”國jia超級計算天津中心應(yīng)用研發(fā)部部長孟祥飛介紹,中心使用的“天河一號”已經(jīng)是世界上獲得zui光泛應(yīng)用的超級計算機,每天運行的計算任務(wù)超過1400個,用戶涵蓋油氣勘探、裝備制造、藥物研發(fā)、霧霾預(yù)警預(yù)報等領(lǐng)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jia科技重大專項、國jia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ji*、省部級等重要獎勵成果及出版成果超過2000項。通過先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、先進(jìn)工藝優(yōu)化、先進(jìn)材料研發(fā)等,為企業(yè)年均新增經(jīng)濟(jì)效益超過30億元。
　　孟祥飛說,未來,國jia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(wù)平臺,將在長效高分辨率氣候氣象預(yù)報、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、腦科學(xué)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(wù)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(lǐng)域,發(fā)揮支撐和平臺作用。
　　該中心還將進(jìn)一步天津智能產(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(wù)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。