千佛山上一片云要下多大雨 神威E级原型机也将“算”出来

　　每秒运算百亿亿次的“神威·齐鲁之光”有望2020年露真颜

　　“E级超算原型机的启用，代表着我们扫除了研发E级计算机的技术障碍、工程障碍、应用障碍。”5日，神威E级原型机的落成仪式上，国家超算济南中心副主任潘景山表示，神威E级计算机于2020年完成研制部署，将率先跨越百亿亿次量级台阶。可以说，神威E级计算机的研发已进入倒计时。

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　　6次入围超算界“诺奖”“一切皆可计算”

　　“神威E级原型机是神威E级计算机的工程基础。”潘景山表示，从原则上讲，可以用堆叠魔方的方式来堆叠出神威E级计算机。这意味着神威E级原型机相当于E级计算机的“概念车”，神威E级计算机已具备研制成功的能力。

　　“截至目前，E级原型计算机已完成包括全球气候变化、海洋数值模拟、生物医药仿真、大数据处理和类脑智能等12个领域的35项重大计算任务。”潘景山介绍，其中，22项应用具备扩展到E级计算机整机规模的能力，6项应用曾成功入围被称作超级计算应用领域诺贝尔奖的“戈登贝尔奖”。

　　记者了解到，目前启用的神威E级原型计算机，首次在国产超级计算机上构建了人工智能软件生态链，基于神威深度学习库和框架，开展了对弈系统、医疗影像识别、机器翻译多个大规模人工智能应用，其中机器翻译应用的数据规模、并行规模和训练速度世界领先。

　　“神威·蓝光能够做到全国范围内5公里、山东省范围3公里的分辨率，神威E级原型机现正在做山东省1公里的天气预报。”潘景山举例，到时候就算是千佛山上的一片云，也能算到它何时下雨、能下多大。不仅如此，神威E级原型机还发力医养健康方面的大数据运算。“基于人类生命健康管理方向的基因组学数据运算，E级原型机也有了一定的数据基础。下一步，国家人类遗传资源大数据中心也将落在国家超算济南中心。”

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　　我国完全自主研发造价1/10，运算能力3倍

　　“神威E级原型机由我国完全自主研发。”潘景山说，从神威·蓝光、神威·太湖之光，到神威E级原型机，其研制单位——国家并行计算机工程技术研究中心走的是一条核心技术自主可控的路子。

　　“神威E级原型机的处理器、网络芯片组等核心器件全部实现国产化。运算系统全部采用具有完全自主知识产权的‘申威26010+’众核处理器构建;高速互连网络系统全部采用完全自主知识产权的申威网络交换芯片、申威消息处理芯片构建;存储和管理系统采用申威多核处理器构建，实现了对该领域产品的国产化替代。神威E级原型机整体研制指标国际领先。”可以说，神威E级原型机芯片完全自主可控，“我们不会被别人‘卡脖子’。”而多年来的自主研发也使得神威系列一代比一代强，性价比一代比一代高。

　　5日，在位于山东省科学院计算中心(国家超级计算济南中心)的机房里，记者见到了神威E级原型机的真容。与神威·蓝光的8个机柜相比，它仅有1个机柜，而运算能力却是神威·蓝光的3倍。“神威E级原型机的运行速度是3-4个PFlops(1PFlops=1千万亿次)，投入是6000万元，只有神威·蓝光的十分之一。”2011年，神威·蓝光落地济南时，造价约6亿元，运行速度为1个PFlops。“当年神威·蓝光排名全球第14位，到2017年11月已滑至全球第300位。”由此可见，超级计算机的竞争激烈残酷。

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　　有望再成“世界第一” 命名“神威·齐鲁之光”

　　6月，新一批全球超级计算机500强榜单显示，美国超级计算机“顶点”超过中国的“神威·太湖之光”名列第1，美国超级计算机多年后重回榜首。这也让中国加快了E级超算的战略布局。山东省计算机中心(国家超级计算机济南中心)主任杨美红表示，国际上，美国、日本、欧盟、俄罗斯等均提出研制运算速度达每秒百亿亿次的计算机计划，人类将首次进入E量级计算时代。从国内来说，天津、山东、上海、广东、河南、安徽、贵州等地都在竞争，期望E级计算机能落地。据了解，三个E级原型机分别是天河E级原型机、神威E级原型机和曙光E级原型机。目前，已通过课题验收的天河、神威E级原型机分布部署在天津超算和济南超算。

　　“神威E级计算机于2020年完成研制部署，将率先跨越百亿亿次量级台阶。它采用的新一代众核处理器有望成为世界运算速度最快的处理器，节点规模可扩展至数十万量级，支持系统性能从1E到10E量级的跨越。”潘景山说，“我们为它起了名字，‘神威·齐鲁之光’。”它或许将继承神威·太湖之光，成为下一个世界第一。

　　记者了解到，神威·齐鲁之光的总投入约在30亿元，整体布局是一栋四层左右的楼房。“一层是高压变电站和制冷机房，二层是配电室和UPS室，三层是存储机房、主机房和前端机房，四层是存储机房和用户区。”潘景山介绍，楼顶需建造一个室外冷却塔。从配套设施来看，机房面积为24000平方米，双创空间6000平方米，其他配套约2000平方米。其配电需求为30MW(兆瓦)。

　　潘景山介绍，目前神威E级原型机扫除了神威E级计算机的技术障碍、工程障碍、应用障碍，但E级计算机的芯片发展面临着能耗墙的障碍。

　　“E级计算机的功耗非常大，因此突破能耗墙是关键。”中科院计算机研究所并行软件实验室主任、国家超算济南中心主任张云泉曾公开表示，百亿亿次超级计算机最大的问题就是功耗控制，需要在半导体工艺上有很大突破，才有可能把功耗控制在30MW左右。 (记者王晶)