“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)完成研制部署

　　

　　近日從位于天津?yàn)I海新區(qū)旗下開發(fā)區(qū)的國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心傳來消息,我國(guó)自主研發(fā)的新一代百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)——“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)完成研制部署,并順利通過分項(xiàng)驗(yàn)收。該原型機(jī)系統(tǒng)采用了三種國(guó)產(chǎn)自主高性能計(jì)算和通信芯片。在此基礎(chǔ)上,“天河三號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)于2020年研制成功。
　　持續(xù)攻堅(jiān)再攀新高峰
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　　“超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為一個(gè)國(guó)jia信息技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng),國(guó)jia綜合國(guó)力提升的強(qiáng)大支撐,以及快速發(fā)展信息技術(shù)的牛鼻子。”國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心主任劉光明表示。
　　百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)也就是E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。當(dāng)前,新一代百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃是上信息技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。美國(guó)和日本均已提出E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃,擬在2020年或之后完成研制。
　　我國(guó)超算世界桂冠是從部署在國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心的“天河一號(hào)”起步。一路走來,先后有“天河二號(hào)”和“神威·太湖之光”等傳承和發(fā)展。面對(duì)超算發(fā)展新趨勢(shì),2016年,科技部結(jié)合“十三五”發(fā)展規(guī)劃,通過國(guó)jia重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持,開始分兩期啟動(dòng)我國(guó)E級(jí)計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃。期主要為“E級(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)”研究,安排了三個(gè)E級(jí)原型樣機(jī)的研制,第二期為具體研制E級(jí)計(jì)算機(jī)。
　　國(guó)防科技大學(xué)和國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心等團(tuán)隊(duì)合作承擔(dān)了“天河三號(hào)E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”研制項(xiàng)目。經(jīng)過兩年多的持續(xù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和突破,原型系統(tǒng)研制成功,并在國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心部署完成,7月22日順利通過科技部高技術(shù)中心組織的分項(xiàng)課題驗(yàn)收,隨后將逐步進(jìn)入開放應(yīng)用階段。
　　創(chuàng)新為先實(shí)現(xiàn)自主可控

　　相比上一代超級(jí)計(jì)算機(jī),“天河三號(hào)”是一個(gè)劃時(shí)代的先進(jìn)技術(shù)作品。它實(shí)現(xiàn)了豐富的技術(shù)創(chuàng)新,這在原型機(jī)上已經(jīng)得到的體現(xiàn)。
　　“幾十年的積累和不斷的技術(shù)創(chuàng)新,在‘天河’超級(jí)計(jì)算機(jī)核心關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了整體自主可控。”劉光明說,在“天河三號(hào)E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”項(xiàng)目實(shí)施中,團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)了三款芯片:“邁創(chuàng)”眾核處理器(Matrix-2000+),高速互連控制器,互連接口控制器；設(shè)計(jì)了四類計(jì)算、存儲(chǔ)和服務(wù)結(jié)點(diǎn),十余種印制電路板；設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新型的計(jì)算處理、高速互連、并行存儲(chǔ)、服務(wù)處理、監(jiān)控診斷、基礎(chǔ)架構(gòu)等硬件分系統(tǒng),以及系統(tǒng)操作、并行開發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)。
　　依托于全面技術(shù)創(chuàng)新,“天河三號(hào)E級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)了可適應(yīng)科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理多應(yīng)用需求的柔性體系結(jié)構(gòu),突破了計(jì)算訪存通信三方平衡的高性能計(jì)算結(jié)點(diǎn)技術(shù),可支持十萬(wàn)結(jié)點(diǎn)規(guī)模的高速互連和光電混合高速信號(hào)傳輸技術(shù),高笑靶向散熱冷卻技術(shù),用戶透明的高性能計(jì)算環(huán)境軟件支撐等技術(shù)。
　　在原型機(jī)上關(guān)鍵技術(shù)的突破,支撐了“天河三號(hào)”百億億次整機(jī)系統(tǒng)研制全面計(jì)算、訪存、通信性能平衡的設(shè)計(jì)方案。未來,“天河三號(hào)”將對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的計(jì)算、互連通信核心芯片再進(jìn)行全面升級(jí),進(jìn)一步完善可支持艾字節(jié)(EB)級(jí)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的層次式存儲(chǔ)系統(tǒng),優(yōu)化適用高性能計(jì)算和高笑大數(shù)據(jù)處理的柔性體系結(jié)構(gòu)。利用2到3年的時(shí)間,預(yù)計(jì)在2020年左右,打造出全自主的具有水平的新一代“天河三號(hào)”E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。屆時(shí),其運(yùn)算能力將比“天河一號(hào)”提高200倍,實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
　　應(yīng)用驅(qū)動(dòng)諸多領(lǐng)域發(fā)展

　　在劉光明看來,性能的國(guó)產(chǎn)新一代超算“既好看又中用”。它將有助于解決我國(guó)高性能計(jì)算能力問題,為解決我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題提供不可替代的重要技術(shù)手段。同時(shí)可直接提高科研院所的科技創(chuàng)新能力,提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
　　“國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心是上第1個(gè)依靠高技術(shù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)收支平衡的超算中心。”國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心應(yīng)用研發(fā)部部長(zhǎng)孟祥飛介紹,中心使用的“天河一號(hào)”已經(jīng)是世界上獲得zui光泛應(yīng)用的超級(jí)計(jì)算機(jī),每天運(yùn)行的計(jì)算任務(wù)超過1400個(gè),用戶涵蓋油氣勘探、裝備制造、藥物研發(fā)、霧霾預(yù)警預(yù)報(bào)等領(lǐng)域的重點(diǎn)科研、企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)近1600家。
　　“天河一號(hào)”累計(jì)支持國(guó)jia科技重大專項(xiàng)、國(guó)jia重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等重大項(xiàng)目超過1300項(xiàng),涉及經(jīng)費(fèi)超過20億元,取得國(guó)ji*、省部級(jí)等重要獎(jiǎng)勵(lì)成果及出版成果超過2000項(xiàng)。通過先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、先進(jìn)工藝優(yōu)化、先進(jìn)材料研發(fā)等,為企業(yè)年均新增經(jīng)濟(jì)效益超過30億元。
　　孟祥飛說,未來,國(guó)jia超級(jí)計(jì)算天津中心將依托“天河三號(hào)”,構(gòu)建超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能深度融合的高性能計(jì)算服務(wù)平臺(tái),將在長(zhǎng)效高分辨率氣候氣象預(yù)報(bào)、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、腦科學(xué)與基因工程等一系列超大規(guī)模計(jì)算與模擬,以及涉及國(guó)計(jì)民生、信息安全的政務(wù)數(shù)據(jù)、醫(yī)療衛(wèi)生、基因健康等大數(shù)據(jù)分析處理領(lǐng)域,發(fā)揮支撐和平臺(tái)作用。
　　該中心還將進(jìn)一步天津智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,以“京津冀大數(shù)據(jù)協(xié)同處理中心”等為載體,對(duì)接雄安新區(qū),全面服務(wù)京津冀協(xié)同創(chuàng)新,成為京津冀區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展的重要引擎。