天氣預(yù)報從時效性僅有24小時，正確率最高只有60%，到如今借助國產(chǎn)自研的高性能計算集群，臨海地區(qū)6小時短臨天氣預(yù)報最快每30分鐘就可輸出一次計算結(jié)果。這背后，是中國超算算力跨越萬億億次的質(zhì)變。

算力長征：羅馬不是一天建成的

自1983年“銀河-Ⅰ”每秒超1億次計算試水，到2009年“天河一號”的研制成功，我國成為世界第二個可研制千萬億次超級計算機的國家，再到2016年“神威·太湖之光”以 9.3 億億次/秒登頂世界榜首，中國超算一直在用“超音速”追趕與超越。

更令人振奮的是，2021年起投入科研服務(wù)的“神威·海洋之光”與隨后亮相的“天河三號”原型機均已跨入每秒百億億次浮點運算（ExaFLOPS）大關(guān)——前者峰值約 1.3 ExaFLOPS，后者可達 1.7 ExaFLOPS，標(biāo)志著中國正式邁入“前沿計算俱樂部”。

科普一問：如何判斷兩臺計算機孰優(yōu)孰劣？

FLOPS（Floating-point Operations Per Second）即每秒浮點運算次數(shù)，看似只是“數(shù)字游戲”，卻與我們手機芯片的主頻概念類似；而PUE、FP32/FP64 能效，則決定了一臺機器每跑一步要“喝”多少度電。正因如此，算力與能效常被稱作“雙輪”，缺一不可。

獨立自主，道阻且長

過去，我們國家在超級計算機的處理器芯片上長期依賴國外進口，我國的科研人員正是在這樣的大背景下，全面轉(zhuǎn)向國產(chǎn)自研處理器的開發(fā)。

在無數(shù)一線科研工作者前赴后繼的努力下，“申威”處理器（SW26010），一顆完全自主設(shè)計的多核處理器——具備260個計算核心。整個神威系統(tǒng)共搭載40960顆芯片，總計超過1065萬個計算核心。

在新藥篩選中，超算一次即可虛擬合成數(shù)十萬種候選分子；在數(shù)字孿生城市里，它實時推演交通流、地下管網(wǎng)與能耗耦合；材料基因工程借助超算篩出高熵合金、鈣鈦礦電池等“潛力明星”，將研發(fā)周期由十年縮短到一年。

無限進步的中國智造

借助國產(chǎn)超算平臺這一新質(zhì)生產(chǎn)力工具，我國已經(jīng)在航空航天、生物醫(yī)藥、石油勘探等領(lǐng)域取得了諸多重大突破。展望未來，量子計算、類腦芯片與 AI 超算融合正在醞釀新的范式。“億萬億次”或許只是下一次躍遷的起點。從“銀河”一線天到“天河”星漢燦爛，中國超算將在新賽道繼續(xù)奔涌，為制造強國鑄就更堅實的“數(shù)字引擎”。

作者：中國科學(xué)院大學(xué) 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 陳信達

審核：中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所 工程師 梁東

來源: 科普話強國

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