基于我国全自主研发的“神威·太湖之光”的超强计算能力
“非线性地震模拟”应用基于“神威·太湖之光”超级计算机的强大计算能力,由清华大学地球系统科学系、计算机系与山东大学、南方科技大学、中国科学技术大学、国家并行计算机工程技术研究中心和国家超级计算无锡中心等单位共同完成。
位于江苏无锡滨湖区的“神威·太湖之光”是目前世界上较快的超级计算机,也是我国第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机。其峰值运算性能达到每秒12.54亿亿次,持续性能为每秒9.3亿亿次,系统能效比高达每瓦特60.51亿次,标志着我国超级计算机不再单纯以速度胜出,而是在自主可控、峰值速度、持续性能、绿色指标等方面实现了全面突破,达到了新的高度。
在运算过程中,“神威·太湖之光”充分发挥了国产处理器在存储、计算资源等方面的优势,可以实现高达18.9PFlops(每秒1亿8千9百万亿次浮点运算)的“非线性地震模拟”,也是国际上首次实现如此大规模下的辨率、高频率的非线性可塑性地震模拟。
这样高效率的取得离不开研究团队的新算法。为了使超级计算机达到较好的效能,研究团队设计了精巧的算法,解决了超级计算机计算过程中普遍存在的“内存带宽受限”问题,扩展至全机超千万核取得超过15PFlops(每秒1亿5千万亿次浮点运算)的持续性能。这对超级计算机来说,可谓是如虎添翼。
本届“戈登·贝尔”奖较终入围的3个应用课题中,两个来自中国。除了“非线性地震模拟”,还有基于“神威·太湖之光”系统的另一项全机应用“全球气候模式的高性能模拟”。
超算应用已涉及航空航天、工业设计、生物医药等众多领域
“超级计算是基础工程,是一个国家科技实力的体现,在科学与工程领域应用较早、较广泛,应用效果较显著,已同理论研究和科学实验一起成为人类探索未知世界的三大科学手段,被称为支撑科学发现的第三个支柱。”付昊桓说。
超级计算机又被称为“国之重器”,是解决重大工程和科学难题时难以取代的工具,也是解决国家经济建设、社会发展、国防建设等领域重大挑战性问题的重要手段。“超级计算机的可持续发展,要与产业、学科发展相结合,需要各专业人才、交叉领域团队的共同努力。”国家超级计算无锡中心主任、清华大学计算机科学与技术系教授杨广文介绍,“应用上来了,才能真正发挥超算能力。”