探訪全球最強(qiáng)超算“太湖之光”（獨(dú)家報(bào)道）

本報(bào)赴無錫特派記者 劉揚(yáng)

中國(guó)最新型超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”（以下簡(jiǎn)稱“太湖之光”）不久前趕超中國(guó)六獲全球超算冠軍的“天河二號(hào)”，成為全球運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，全世界就對(duì)中國(guó)這一“神秘機(jī)器”充滿高度關(guān)注與好奇，坊間還傳出各種“太湖之光”的傳聞，國(guó)內(nèi)外超算業(yè)界與媒體也在不斷通過公開與私下的渠道搜集著“太湖之光”的點(diǎn)滴消息。到底這個(gè)神秘的“超級(jí)運(yùn)算巨無霸”什么樣？而擁有這一超級(jí)機(jī)器的“機(jī)窩”（業(yè)內(nèi)對(duì)于超算中心的昵稱）又是什么樣呢？《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者幾經(jīng)聯(lián)系，日前終于走進(jìn)全球最強(qiáng)超算——“太湖之光”的“機(jī)窩”無錫超算中心一探究竟。

“機(jī)窩”的低調(diào)程度超乎想象

很多人可能認(rèn)為運(yùn)營(yíng)著最強(qiáng)超算的國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心一定非常高大上，但《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者從無錫高鐵站下車之后，幾乎橫穿了整個(gè)無錫市，才在無錫西南方向一個(gè)并不很起眼的科技園區(qū)內(nèi)找到該中心的所在地。而它所在的大樓也非常低調(diào)，門口并沒有擺放或掛設(shè)任何表明身份的標(biāo)識(shí)，只在大堂正中墻壁上掛著的液晶屏寫著：國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心歡迎您。而在液晶屏的右側(cè)是一個(gè)需要指紋開鎖的玻璃門，上面寫著國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心，后來記者才知道這就是通往“太湖之光”機(jī)房的大門。而在保持低調(diào)的同時(shí)，這個(gè)國(guó)家級(jí)第六大超算中心的簡(jiǎn)樸程度也讓《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者大吃一驚。在乘坐電梯前往無錫超算中心當(dāng)家人楊廣文主任的辦公室時(shí)，記者看到電梯里的保護(hù)材料還沒有拆除，而楊廣文辦公用的轉(zhuǎn)椅底座上也保留著出廠時(shí)的塑料泡沫。

談起無錫超算中心的成立，楊廣文的自豪之情溢于言表。據(jù)他介紹，“十二五”期間，科技部支持了兩個(gè)十億億次級(jí)的超算項(xiàng)目，其中一個(gè)是先期啟動(dòng)的“天河二號(hào)”項(xiàng)目，而后在2014年，“太湖之光”也在科技部正式立項(xiàng)，2014年底就已完成原型機(jī)的驗(yàn)證，而在2015年底就已經(jīng)完成“太湖之光”系統(tǒng)的研制與組裝。由于當(dāng)時(shí)科技部的要求是建“全球一流的超算和全球一流的超算中心”，所以在超算研制完成的同時(shí)，超算中心也就成立了。

用兩年左右的時(shí)間就能研制出世界第一的超算，這個(gè)速度是不是太驚人了？楊廣文回應(yīng)稱，“太湖之光”的具體研制時(shí)間雖然短，但它之前經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)預(yù)研。它采用的是國(guó)家“核高基”重點(diǎn)科技專項(xiàng)支持的由國(guó)家高性能集成電路設(shè)計(jì)中心通過自主核心技術(shù)開發(fā)的全國(guó)產(chǎn)“申威”CPU?！吧晖毕盗械募夹g(shù)路線明晰而穩(wěn)定，而且采用上一代“申威”CPU的“神威藍(lán)光”超算為“太湖之光”的發(fā)展做了很好的鋪墊和嘗試。沒有它，“太湖之光”也就不會(huì)那么快研制出來。

零距離探訪“太湖之光”

隨后《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者被允許進(jìn)入無錫超算中心最核心的區(qū)域——“太湖之光”的機(jī)房。所有進(jìn)入機(jī)房區(qū)域的人員都必須穿上防塵鞋套，墻壁上到處貼著禁止拍照攝像的標(biāo)識(shí)。不過，據(jù)楊廣文介紹，這些都是在今年6月TOP500榜單發(fā)布前貼出來的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)“太湖之光”還處于嚴(yán)格保密階段，機(jī)器發(fā)布后，整個(gè)無錫超算中心無論對(duì)于國(guó)內(nèi)外同行，還是有意合作的應(yīng)用方，都抱著一種開放的態(tài)度。在機(jī)房外面，以實(shí)物形式展示了“太湖之光”采用的申威眾核處理器，單個(gè)處理器看起來非常小巧，大概就是一個(gè)相機(jī)SD存儲(chǔ)卡那么大，但它所蘊(yùn)藏的運(yùn)算潛力以及全部國(guó)產(chǎn)的技術(shù)含金量，不亞于一塊鉆石，而正是這一個(gè)個(gè)鉆石排列在一起構(gòu)成了“太湖之光”峰值運(yùn)算速度每秒12.54億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒9.3億億次的全球最強(qiáng)運(yùn)算能力。走進(jìn)機(jī)房?jī)?nèi)部，首先映入記者眼簾的是三組巨大的機(jī)柜，中間一組機(jī)柜的正面用中文寫著巨大的神威太湖之光，在每個(gè)機(jī)艙上也用中文與拼音寫著這一名字。而在機(jī)艙的上部邊緣還有著不斷閃爍的LED光條，這些光條總體上是藍(lán)色的，但每隔幾秒會(huì)出現(xiàn)紅色、綠色或者黃色光條的快速律動(dòng)。

《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者提出“這些光條顏色的變化是代表超算的運(yùn)算狀態(tài)嗎？”，楊廣文表示，這和超算的運(yùn)算狀態(tài)沒關(guān)系，只為展示一種比較神秘的效果。

據(jù)他介紹，該機(jī)房的面積約1000平方米，三組機(jī)柜是以0、1、0的順序擺放，其中兩個(gè)“0”是由每組20個(gè)機(jī)艙組成的運(yùn)算設(shè)備，中間的“1”是由8個(gè)機(jī)艙構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（用來實(shí)現(xiàn)處理單元的互聯(lián)互通），一共加起來是48個(gè)機(jī)艙。記者提出，機(jī)柜之所以以“0、1、0”的順序擺放是不是因?yàn)橛?jì)算機(jī)的代碼就是由0和1組成的，楊廣文說，主要是這方面的考慮，當(dāng)然也同時(shí)考慮空間的充分利用和布局的整體效果。

工作人員隨機(jī)打開一個(gè)機(jī)艙，看起來很像一個(gè)寬體式家用雙開門冰箱，而里面排列著密密麻麻的運(yùn)算單元?jiǎng)t很像抽拉式檔案柜。據(jù)介紹，每個(gè)機(jī)艙里面有4組超節(jié)點(diǎn)，每組超節(jié)點(diǎn)有32塊運(yùn)算插件板，每個(gè)插件板上有8個(gè)CPU，而這8個(gè)CPU的運(yùn)算能力就可以達(dá)到每秒25萬億以上，所以一個(gè)機(jī)艙的運(yùn)算能力是3.2千萬億次，相當(dāng)于“神威藍(lán)光”整體運(yùn)算能力的3.2倍。記者又走到機(jī)柜的后面，看到這些運(yùn)算設(shè)備除了連接著大量網(wǎng)線外，每組運(yùn)算單元上都接著兩根水管，據(jù)介紹，這是用來冷卻運(yùn)算設(shè)備的重要組成部分，而這一水冷技術(shù)是“神威系列”超算的一大特點(diǎn)，它可以充分保證對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)芯片的降溫效果，這一技術(shù)對(duì)于未來中國(guó)研制下一代百億億次級(jí)超算也將帶來巨大的幫助，因?yàn)榘賰|億次級(jí)超算高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的高溫可以通過這種方式很好地降低。

這么強(qiáng)大的運(yùn)算機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)起來是否噪音很大呢？記者在進(jìn)入機(jī)房就聽到一種不太吵人的“嗡嗡”聲，記者以為這是超算運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，不過工作人員介紹，這其實(shí)是環(huán)境空調(diào)出風(fēng)的聲音，超算基本不產(chǎn)生噪音。記者在貼近機(jī)柜時(shí)，確實(shí)聽不到機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲，只有水冷設(shè)備工作時(shí)輕微的流水聲。

“太湖之光”只為拿世界第一？

中國(guó)超算的發(fā)展長(zhǎng)久以來一直受到關(guān)注，但外界對(duì)于這個(gè)很燒錢的戰(zhàn)略項(xiàng)目也有不少質(zhì)疑，其中很重要的一個(gè)依據(jù)就是中國(guó)花大價(jià)錢造出了全球性能最好的超算，但在應(yīng)用方面卻“吃不飽”，甚至有用“十車道高速路上跑著很少的車輛”來形容中國(guó)超算性能與應(yīng)用水平之間的關(guān)系。對(duì)此楊廣文認(rèn)為，在21世紀(jì)頭幾年，中國(guó)的超算應(yīng)用能力確實(shí)比較弱，但在2005年之后，則進(jìn)入一個(gè)快速成長(zhǎng)期。而國(guó)家“十一五”布局的那幾臺(tái)機(jī)器出來之后，中國(guó)超算的應(yīng)用水平得到極大提升。目前中國(guó)的有些超算可能處于“吃不飽”的狀態(tài)，但這可能與中國(guó)超算的運(yùn)營(yíng)思路有關(guān)，國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)是機(jī)器牽引著應(yīng)用走。這就要看國(guó)家是基于什么來考慮發(fā)展超算了，如果想要讓國(guó)家的重點(diǎn)基礎(chǔ)研究、核心裝備研發(fā)甚至產(chǎn)業(yè)發(fā)展都用上超算，那需求是無止境的。所以只要是根據(jù)國(guó)家的這種戰(zhàn)略需求來發(fā)展，就完全不用擔(dān)心“太湖之光”跑不滿。

據(jù)楊廣文介紹，按照目前的統(tǒng)計(jì)，“太湖之光”半年來的利用率已經(jīng)超過50%，目前已經(jīng)累計(jì)擁有超過50多項(xiàng)應(yīng)用，比6月獲得世界冠軍時(shí)又增加了10多項(xiàng)，有一些重大項(xiàng)目正在“太湖之光”上進(jìn)行全機(jī)測(cè)試，比如獲得了“戈登貝爾”獎(jiǎng)的三大應(yīng)用，還有一些應(yīng)用正在一邊進(jìn)行小規(guī)模測(cè)試，一邊排隊(duì)等待更大規(guī)模應(yīng)用的檔期。目前，包括國(guó)家氣象局、國(guó)家海洋局等多個(gè)國(guó)家專業(yè)機(jī)構(gòu)與研究院所都在“太湖之光”上開展應(yīng)用研究，并進(jìn)一步與無錫超算中心尋求全面合作，我們完全不擔(dān)心“太湖之光”跑不滿，因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)有不少應(yīng)用方開始排隊(duì)了。目前最核心的問題不是如何讓它跑滿，而是如何把它用好，可以多出重量級(jí)的成果。此外，需要考慮在擁有大量科研用戶的同時(shí)，如何能夠培養(yǎng)更多有意愿長(zhǎng)期合作且需求旺盛的產(chǎn)業(yè)界用戶。

今年長(zhǎng)江中下游的洪澇災(zāi)害很嚴(yán)重，北京前不久也發(fā)生嚴(yán)重暴雨，“太湖之光”在天氣預(yù)報(bào)與災(zāi)害預(yù)警方面有哪些應(yīng)用前景？楊廣文稱，這是目前正在進(jìn)行的重要應(yīng)用方向，目前無錫超算中心和清華大學(xué)正在合作研制全球最大的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬器，從全球角度研究氣候變化，為防災(zāi)減災(zāi)、霧霾治理以及國(guó)際氣候談判提供數(shù)據(jù)支撐，目前在“太湖之光”計(jì)算能力的支持下，實(shí)現(xiàn)了全球10公里的地球系統(tǒng)數(shù)值模擬。雖然無錫超算中心目前沒有直接參與今年的災(zāi)害預(yù)警，但未來這方面將是研究與應(yīng)用的重點(diǎn)?！拔覀儾粌H提供機(jī)器，還會(huì)邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)相關(guān)專家一起進(jìn)行研究，基于這些研究成果，還會(huì)開發(fā)一些應(yīng)用系統(tǒng)，比如利用超算預(yù)測(cè)未來洪澇或旱情對(duì)糧食產(chǎn)量的影響”。楊廣文介紹稱。

楊廣文表示，隨著國(guó)家對(duì)于海洋權(quán)益的關(guān)注，這也是未來無錫超算中心的一大研究重點(diǎn)。目前主要是和國(guó)家海洋局合作的高分辨率海浪數(shù)值模擬，這個(gè)項(xiàng)目也是今年入圍“戈登貝爾”獎(jiǎng)的三個(gè)項(xiàng)目之一，關(guān)注點(diǎn)是對(duì)全球海浪變化規(guī)律的研究，對(duì)于中國(guó)周邊的重點(diǎn)海域也會(huì)進(jìn)行針對(duì)性研究。據(jù)他介紹，“太湖之光”還會(huì)應(yīng)用于代表未來“黑科技”發(fā)展方向的研究領(lǐng)域，比如“人造小太陽”，也就是核聚變發(fā)電的相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)方面的模擬?！?/p>