连续三次获得全球超计算机冠军,让外界对于这台庞大的超级计算机产生了浓厚的兴趣。他们迫切了解这台超级计算机的研发和应用现状。
天河二号诞生
天河二号是国家科技部“十二五”863重大项目立项研制的项目,国防科技大学牵头进行了研发工作。近300人的研发团队从2011年开始,历时两年多才研制完成。
在天河二号之前,国防科技大学的团队曾在2010年研制出了天河一号,并首次让中国超级计算机占到了世界冠军的领奖台上。
然而,仅仅过了不到8个月,日本一台名为“京”的超级计算机就将天河一号挤下冠军台。之后,美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机也先后坐上世界第一的交椅,天河一号排名滑落至第8名。
实际上,当外界还称赞天河一号夺得世界第一时,天河二号的开发工作已经悄然展开。2013年6月,经过280多人长达2年多的潜心研发,天河二号正式研制成功,并很快夺回超级计算机冠军的宝座。至今,天河二号已经连续3次成为全球最快的超级计算机。
“上学的时候,最烦的和最骄傲的事情就是学校停电!”毕业于国防科技大学的穆童每每回忆起校园生活时都会这样说到,“学校里的那个‘庞然大物’一旦全速运转,全校就会停电,无论你在看电视、打电脑游戏,都需要接受这一事实,就连校长也不例外!”
穆童所指的庞然大物就是天河二号,一台运算能力惊人的超级计算机。穆童还清楚地记得,那两年里,为了保障天河二号的研发工作,该校的校党委还专门下发过通知,号召全校师生一起节约用电。
”在长沙30多度的夏天里,国防科技大学的校长、院长还有学生们要响应号召,关掉空调等大功率的电器,换上电风扇。”回忆这个场景时,穆童的脸上闪过一次得意之情。
如今,国防科技大学的新生们再也体会不到这种“停电”带来的骄傲了,因为天河二号已经从长沙的国防科技大学搬迁到广州超级计算中心。而随着专线电源的提供,未来天河N号的研发可能再也不会让全校的师生们忍受长沙的酷暑了。
天河二号能够做什么
天河二号历时两年多研制完成,耗资上亿美元。如此巨额的投资,最终当然是为了服务国家经济建设,而非只是标榜国家在超级计算机领域的能力已经达到怎样的高度。
除了助力探月工程、载人航天等政府科研项目外,天河二号目前已经逐渐应用于民用领域,比如石油勘探、汽车飞机的设计制造、基因测序等。
在“天河二号”一排排高大的黑色机柜里,一共装有32000颗主CPU和48000个协处理器,共300多万个计算核心。拥有如此多的计算核心让它的运算速度也非常惊人。
据测算,天河二号的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次,而持续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次。假设每人每秒钟进行一次运算,“天河二号”运算一小时,相当于13亿人同时用计算器算上1000年。
据专家介绍,传统手段研发新车,一般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。
此外,天河二号还可应用于娱乐产业,现在通过超级计算机制作动漫和3D电影已经成为潮流。电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时一年多完成。如果用天河二号,仅用1个月就可制作出与《阿凡达》动染效果相当的影片。
中国商用飞机设计有限公司北京研究中心利用约2.4万CPU核开展了大型民机全参数气动优化设计,在天河二号计算6天,完成了其自身计算平台约需2年的工作量,极大地提高了优化工作效率。
华大基因互联网支撑与发展中心负责人说,天河二号具有强大的计算能力,以500人规模的全基因组信息关联性分析为例,华大基因利用原有计算机需1年时间,利用天河二号只需3个小时。华大基因是天河一号和天河二号的大商业客户。
据该负责人表示,华大基因使用的生物信息软件能迅速在天河二号上运行,不需要再另外进行编程;同时天河二号强大的计算能力,可以快速满足华大基因海量基因数据分析所需的计算资源,节省大量分析时间。
截止目前,国家超算广州中心的天河二号在短短几个月的运行中为120多家用户提供了300多项典型应用计算。
更为重要的是,天河二号这样的技术实际上可以进行复制。据天河二号主任设计师卢宇彤透露,天河一号和天河二号的技术可以用在规模小一点,用户可以定制的“小天河”超级计算机上。“2010年,天河一号研制成功以后,实际上到2012年,‘小天河’这样的系统已经推广了11套。”
早在2013年9月,天河二号刚刚第一次拿下全球最快超级计算机的名号时,新浪科技曾采访过卢宇彤,只是当时外界对于天河二号的关注度远没有今天高。