日前在德國法蘭克福舉行的ISC16國際超算大會上，來自中國的“神威·太湖之光”榮登世界最快超級計算機桂冠，同期舉行的第13屆中外超算高峰論壇(HPC Connection Workshop)上，來自國家超級計算無錫中心、中國科學(xué)院軟件研究所、中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心的專家在論壇上詳細介紹了“神威·太湖之光”超算及“全隱式大氣動力模擬算法”、“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬”等入圍戈登貝爾獎的應(yīng)用，吸引了來自美國橡樹嶺國家實驗室、保加利亞超算中心、捷克超算中心、南非超算中心、超算TOP500機構(gòu)等眾多權(quán)威超算專家參加。
第13屆中外超算論壇
中外超算高峰論壇由亞洲超算協(xié)會和浪潮集團聯(lián)合舉辦，每年定期舉辦三次，分別在德國ISC超算大會、美國SC超算大會和ASC世界超算競賽期間召開，至今已成功舉辦13屆。該論壇的宗旨在于探討超算在前沿科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新和發(fā)展趨勢，推動全球超算的交流與合作。
無錫超算中心：全球首套“100P”超算太湖之光
頂著全球最快超級計算機光環(huán)首次亮相中外超算高峰論壇的國家超級計算無錫中心，無疑是外界關(guān)注的焦點。在最新一期的超算Top500榜單中，國家超級計算無錫中心部署的“神威·太湖之光”，其峰值性能達到12.5億億次/秒，持續(xù)性能為9.3億億次/秒，雙雙問鼎世界第一。
“神威·太湖之光”超級計算機
光看以上的數(shù)字可能你沒什么感覺，那么我們引入國家超級計算無錫中心主任楊廣文教授的一個形象比喻：“神威·太湖之光”1分鐘的計算能力，相當(dāng)于全球72億人同時用計算器不間斷計算32年。如果用2016年生產(chǎn)的主流筆記本電腦或個人臺式機作參照，“神威·太湖之光”的計算力相當(dāng)于200多萬臺普通電腦。而從榜單來看，“神威·太湖之光”的運算速度接近“天河二號”的3倍，美國“泰坦”的5倍。
在第13屆中外超算高峰論壇上，國家超級計算無錫中心副主任付昊桓介紹了“神威·太湖之光”的目前應(yīng)用情況。未來，“神威·太湖之光”將在4個方向發(fā)揮作用：首先是全球高分辨率模擬，為氣候變化研究提供量化研究的基礎(chǔ);其次是先進制造，強大的計算機將助力“中國制造”轉(zhuǎn)向“中國創(chuàng)造”;第三個方向是生命科學(xué)，為研發(fā)新藥和探索生命奧秘提供支撐;第四個方向是大數(shù)據(jù)分析。
他還介紹到，國家超級計算無錫中心與清華大學(xué)及北京師范大學(xué)開展合作，在“神威·太湖之光”上進行了CAM全球大氣模式的重構(gòu)與優(yōu)化，以及全球超高分辨率大氣模式實驗框架。這兩大應(yīng)用均針對目前世界各國科研機構(gòu)均普遍關(guān)注的全球變化研究。其中大氣模式實驗框架已初步實現(xiàn)了3公里精度，僅次于世界最高的日本NICAM 870米的分辨率。
值得關(guān)注的是，運行在“神威·太湖之光”的這兩套氣候模式均實現(xiàn)了百萬內(nèi)核的擴展，其中CAM最高擴展至24000主核，內(nèi)核總數(shù)達到156萬，模擬速度達到每天2.81模擬年。而全球超高分辨率大氣模式實驗框架采用松耦合方式，極大的提升了應(yīng)用的擴展性，最終擴展至8萬主核，共520萬內(nèi)核。
二大“戈登`貝爾獎”提名應(yīng)用
在本屆論壇上，來自中科院的兩位專家現(xiàn)場分享了獲“戈登·貝爾獎”提名的兩項中國HPC應(yīng)用，分別是“全隱式大氣動力模擬”和“鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬”。
中國科學(xué)院軟件研究所并行軟件與計算科學(xué)實驗室副主任楊超介紹說，此次獲“戈登·貝爾獎”提名的全隱式大氣動力模擬應(yīng)用，由中國科學(xué)院軟件研究所與清華大學(xué)和北京師范大學(xué)合作完成。該工作面向氣候氣象領(lǐng)域研究，提出一套適應(yīng)于異構(gòu)眾核環(huán)境的全隱式求解器算法，一方面可以通過有效提高模式的時間步長帶來長時間數(shù)值模擬計算效率的提升，另一方面也能夠充分挖掘像“神威·太湖之光”這類世界頂級超算系統(tǒng)的強大計算能力。目前，國際上類似的研究工作，或著重于開展顯格式計算，或僅限于在同構(gòu)CPU環(huán)境下開展隱式求解器研究，對異構(gòu)眾核環(huán)境的開發(fā)和利用極少涉足。此外，楊超研究員還介紹了中國科學(xué)院軟件研究所為“神威·太湖之光”自主研制的國產(chǎn)高性能擴展數(shù)學(xué)庫軟件xMath的應(yīng)用情況和HPCG基準(zhǔn)測試程序在“神威·太湖之光”上的優(yōu)化情況。