今天，我們繼續(xù)關(guān)注“新科技 新基建”。超級(jí)計(jì)算機(jī)，也就是人們常說(shuō)的超算或者高性能計(jì)算機(jī)。它被譽(yù)為計(jì)算機(jī)界“皇冠上的明珠”，可以說(shuō)是國(guó)之重器。在信息時(shí)代，超算是衡量一個(gè)國(guó)家算力的重要標(biāo)志之一，因此成為各國(guó)競(jìng)相爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。雖然中國(guó)的超算起步較晚，但我國(guó)從零起步，打破西方封鎖，一步步發(fā)展成為超算強(qiáng)國(guó)。

　　在國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心的機(jī)房里，“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)正在進(jìn)行每秒10億億次的高速運(yùn)算。每年3月，國(guó)家氣候中心都會(huì)利用這臺(tái)性能強(qiáng)大的設(shè)備，來(lái)預(yù)測(cè)當(dāng)年6月到8月的汛期氣候。

　　超算，也就是人們常說(shuō)的超級(jí)計(jì)算機(jī)或高性能計(jì)算機(jī)，如今已在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。那么什么是超級(jí)計(jì)算機(jī)呢？

　　什么是超級(jí)計(jì)算機(jī)？

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)指的是擁有強(qiáng)大計(jì)算和儲(chǔ)存能力的計(jì)算機(jī)，規(guī)格與性能比個(gè)人計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多，大多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究。超級(jí)計(jì)算機(jī)和普通計(jì)算機(jī)構(gòu)成組件基本相同，主要是由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備組成。我們打開(kāi)超級(jí)計(jì)算機(jī)的一個(gè)計(jì)算單元來(lái)看看它的內(nèi)部構(gòu)造到底長(zhǎng)什么模樣。

　　聯(lián)想中國(guó)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)集團(tuán)高性能計(jì)算資深架構(gòu)師郝常杰說(shuō)：“在高性能計(jì)算系統(tǒng)里面主要的計(jì)算單元部分有兩個(gè)CPU做計(jì)算，有內(nèi)存做支撐，還有本地硬盤(pán)，計(jì)算能力非常強(qiáng)大。”

　　如果把這個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展很多倍，就構(gòu)成了超算。當(dāng)然超算并不是簡(jiǎn)單堆砌硬件就完了，還需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)、軟件等。存放超級(jí)計(jì)算機(jī)，用來(lái)提供算力服務(wù)的地方就是超算中心。中國(guó)最快的超算“神威·太湖之光”就位于國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心。它誕生于2016年，共有40960顆國(guó)產(chǎn)芯片，峰值運(yùn)算速度為12.5億億次/秒，曾經(jīng)連續(xù)4次位列世界超算500強(qiáng)榜單第一名。

　　在最新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，中國(guó)的“神威·太湖之光”和“天河二號(hào)”排名第六和第九。中國(guó)共有173臺(tái)超算上榜，總量位居世界第一。

　　超級(jí)計(jì)算機(jī)為何成為新基建之一？

　　當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)從傳統(tǒng)的工業(yè)時(shí)代進(jìn)入信息時(shí)代，人們生產(chǎn)生活的方方面面都與數(shù)據(jù)有關(guān)，所以數(shù)據(jù)被稱(chēng)為信息時(shí)代的石油，是最有價(jià)值的資源。誰(shuí)掌握了數(shù)據(jù)，誰(shuí)就掌握了快速發(fā)展的密碼。不過(guò)，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)計(jì)算、處理才能被利用。這種計(jì)算能力就是算力，超級(jí)計(jì)算機(jī)就是具備超級(jí)計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力的計(jì)算機(jī)。

　　中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f(shuō)：“數(shù)據(jù)就像原油一樣，油很多，但是沒(méi)有加工廠(chǎng)就無(wú)法提煉成各種各樣的汽油、柴油，各種有價(jià)值的化工品，所以我們就必須生產(chǎn)大規(guī)模的計(jì)算設(shè)備，就相當(dāng)于我們建一個(gè)大的化工廠(chǎng)一樣，這樣我們才有能力快速又好地把大數(shù)據(jù)加工成各種各樣我們需要的產(chǎn)品。”

　　從模擬核試驗(yàn)、太空探索，到人類(lèi)基因測(cè)序、醫(yī)藥研發(fā)、氣候預(yù)測(cè)，甚至打車(chē)、購(gòu)物、訂外賣(mài)等等，都要靠算力設(shè)施來(lái)處理海量數(shù)據(jù)。算力設(shè)施，已經(jīng)像鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)、水利一樣，成為新時(shí)代必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。2020年4月，國(guó)家發(fā)展改革委已經(jīng)把以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施列為新基建內(nèi)容，而超算是算力基礎(chǔ)設(shè)施中的制高點(diǎn)。

　　中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f(shuō)：“超算是大國(guó)重器，是國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)，很多的領(lǐng)域，比如說(shuō)宇宙、化學(xué)、物理、天氣預(yù)報(bào)，各行各業(yè)都需要科學(xué)計(jì)算，是必須搶占的制高點(diǎn)。”

　　如今，世界已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力成為核心生產(chǎn)力。算力越強(qiáng)，生產(chǎn)力越強(qiáng)。作為新基建的重要組成部分，目前，我國(guó)在各地已建立起大大小小的國(guó)家級(jí)和地方級(jí)超算中心，構(gòu)成我國(guó)的算力矩陣，總算力達(dá)到每秒一萬(wàn)三千億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第二。

　　雖然我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入世界超算第一梯隊(duì)，但是回首往昔這一路走得并非一帆風(fēng)順。上世紀(jì)80年代，中國(guó)希望進(jìn)行石油勘測(cè)，但苦于沒(méi)有超算只得花大價(jià)錢(qián)從美國(guó)進(jìn)口一臺(tái)。但是美國(guó)為了防止核心技術(shù)外泄，要求把設(shè)備放進(jìn)全透明的玻璃房子里，中方的一舉一動(dòng)都被美方監(jiān)控，甚至連開(kāi)機(jī)密碼和機(jī)房鑰匙都由對(duì)方控制。

　　1983年，經(jīng)過(guò)6年的研發(fā)，在科學(xué)家慈云桂的帶領(lǐng)下，我國(guó)第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“銀河”誕生，運(yùn)算速度達(dá)到1 億次/秒，使中國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后，第三個(gè)能夠生產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。

　　2004年，“曙光4000A”誕生，首次進(jìn)入世界前十。2008年，“曙光5000A”誕生，中國(guó)步入百萬(wàn)億次級(jí)運(yùn)算水平。2010年11月，“天河一號(hào)”首次位列世界超算500強(qiáng)榜單榜首。2016年“神威·太湖之光”憑借中國(guó)的自研芯片登頂，并獲得被稱(chēng)為“超算領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)”的戈登貝爾獎(jiǎng)，一舉打破美日兩國(guó)對(duì)這一獎(jiǎng)項(xiàng)長(zhǎng)達(dá)30年的壟斷。