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(jì)算機(jī)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(jì)算無錫中心、中國科學(xué)院軟件研究所、中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心的專家在論壇上詳細(xì)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(jiǎng)的應(yīng)用，吸引了來自美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)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(jī)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(tuán)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(jì)算機(jī)光環(huán)首次亮相中外超算高峰論壇的國家超級計(jì)算無錫中心，無疑是外界關(guān)注的焦點(diǎn)。在最新一期的超算Top500榜單中，國家超級計(jì)算無錫中心部署的“神威·太湖之光”，其峰值性能達(dá)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(jì)算機(jī)
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(jì)算無錫中心主任楊廣文教授的一個(gè)形象比喻：“神威·太湖之光”1分鐘的計(jì)算能力，相當(dāng)于全球72億人同時(shí)用計(jì)算器不間斷計(jì)算32年。如果用2016年生產(chǎn)的主流筆記本電腦或個(gè)人臺式機(jī)作參照，“神威·太湖之光”的計(jì)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(yùn)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(jì)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(gè)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(jìn)制造，強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)將助力“中國制造”轉(zhuǎn)向“中國創(chuàng)造”;第三個(gè)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(gè)方向是大數(shù)據(jù)分析。
他還介紹到，國家超級計(jì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)框架。這兩大應(yīng)用均針對目前世界各國科研機(jī)構(gòu)均普遍關(guān)注的全球變化研究。其中大氣模式實(shí)驗(yàn)框架已初步實(shí)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(yùn)行在“神威·太湖之光”的這兩套氣候模式均實(shí)現(xiàn)了百萬內(nèi)核的擴(kuò)展，其中CAM最高擴(kuò)展至24000主核，內(nèi)核總數(shù)達(dá)到156萬，模擬速度達(dá)到每天2.81模擬年。而全球超高分辨率大氣模式實(shí)驗(yàn)框架采用松耦合方式，極大的提升了應(yīng)用的擴(kuò)展性，最終擴(kuò)展至8萬主核，共520萬內(nèi)核。
二大“戈登`貝爾獎(jiǎng)”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(jiǎng)”提名的兩項(xiàng)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(jì)算科學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任楊超介紹說，此次獲“戈登·貝爾獎(jiǎng)”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(shí)間步長帶來長時(shí)間數(shù)值模擬計(jì)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(qiáng)大計(jì)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(jì)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(kuò)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。