超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具

2021年11月19日,在全球超級計算大會(SC21)上,國家超級計算無錫中心、之江實驗室、清華大學、上海量子科學研究中心等單位,基于新一代“神威·太湖之光”超級計算機,聯合研發的神威量子模擬器(SWQSIM)摘得2021年度ACM“戈登·貝爾”獎。

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖1

獲獎項目:彌合“量子霸權”:使用新神威超級計算機實現隨機量子電路的實時模擬


戈登·貝爾高性能計算應用最高獎,設立于1987年,由美國計算機協會每年11月召開的超算領域頂級會議(SC頒發,旨在獎勵時代前沿的并行計算研究成果,特別是高性能計算創新應用的杰出成就,被譽為超級計算應用領域的諾貝爾獎。與TOP 500著眼于高速計算硬件性能不同,戈登?貝爾獎更注重于高性能計算應用水平。

作為大國重器,“神威·太湖之光”自問世以來就發揮著無可比擬的作用,成為國家綜合科研實力和科技發展水平的重要體現。不論是服務國家戰略,還是產業應用、社會民生,“神威·太湖之光”都展現了強大的實力,讓有限的計算變成無限的可能。



“神威·太湖之光”介紹  

   

   

發布于20166月的神威·太湖之光”由國家并行計算機工程技術研究中心研制,落戶國家超級計算無錫中心,由清華大學負責運營。


超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖2


神威·太湖之光”整機采用高密度運算超節點和高流量可擴展復合網絡架構,實現全系統高效可擴展與并行運行;采用層次包容、分級自治的軟硬協同容錯體系,實現整機系統的高可用;運用面向典型應用和機器結構的編譯優化、自適應精細平衡調度等技術,實現應用軟件的高效運行。


超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖3


“神威?太湖之光”的系統峰值性能12.5億億次,持續性能9.3億億次,性能功耗比每瓦特60.5億次20162017年,連續四次獲評世界第一。國家超級計算無錫中心主任楊廣文作了一個形象的比喻:它1分鐘的計算能力,需要全球72億人同時用計算器不間斷計算32年。


“神威·太湖之光”的應用  

   

   

2016年起,“神威·太湖之光”與多家高校、研究機構、海內外企業開展合作,內容涉及天氣氣候、地球科學、海洋環境、材料設計、生物制藥、航空航天、圖計算、量子計算、生命科學、天體物理等眾多行業。

在航空航天領域,國家超級計算無錫中心聯合中國航空航天的相關研究機構,共同完成了C919大飛機多種飛行狀態的模擬,完成C919大型客機低速大攻角深失速特性的精細數值模擬。計算網格規模由千萬網格提升到兩億網格,計算時間縮短到10小時以內,大大減少風洞試驗次數、降低設計成本,對C919大型客機氣動設計工作具有重要的指導意義。

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖4


在生物醫藥領域,中科院上海藥物所利用優化后的DOCK虛擬藥物篩選軟件,使用40個申威16010處理器在4天內完成寨卡病毒的虛擬藥物篩選(若使用實驗室128個CPU的SGI Origin3800進行同等規模分子對接工作,需要超過四年的時間才能完成),極大地提高了工作進度,為相關研究節省了大量寶貴時間。

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖5  

圖為惡性腫瘤靶標B-Raf激酶與藥物在原子水平上的相互作用

在地震預測方面 ,“神威·太湖之光”也頗具神威。2017年,由清華大學、山東大學、國家超級計算無錫中心、南方科技大學共同研制完成的“非線性大地震模擬”實驗,借助“神威·太湖之光”的強大計算能力,首次成功實現了唐山大地震過程的精準模擬。這一過程對于科學家了解地震的發生和傳播規律具有重要的意義。這一實驗榮獲了2017年國際高性能計算應用領域的最高獎“戈登?貝爾”獎。

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖6

唐山大地震模擬結果圖

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖7

獲獎團隊現場頒獎

在船舶工程領域 ,國家超級計算無錫中心聯合中船重工第702研究所,基于神威平臺共同開發了通用精細流場求解的計算流體軟件,與國外的船舶商業軟件相比提速近千倍,百億以上網格的超大規模計算問題可以在24小時以內獲得結果,大大滿足了船舶的設計需求。

總結  

   

   

“神威·太湖之光”在國家超級計算無錫中心完成部署并投入運行以來,以每秒超十億億次的浮點峰值計算能力、超千萬核心的并行規模,吸引了國內外大批頂尖團隊開展應用研發,目前已完成20多個領域,22個千萬核整機應用,200多項百萬核心的大型問題的求解任務,取得了多項重大應用成果。

未來,“神威?太湖之光”將會在越來越多的科學研究、科技創新中大顯“神威”,超算應用也將更多地用于解決日常生活中的種種難題,讓更多的人感受和共享我國超算領域發展的碩果。  

 

     

     
END      

     

     
為應對先進制造業對于高性能仿真的需求,國家超級計算無錫中心基于“神威 ? 太湖之光”超級計算機的強大算力,面向工業制造領域,提供高保真、高性能的工業仿真解決方案——神工坊,可以為企業提供   在線高性能仿真     仿真應用高性能改造與開發     仿真咨詢與應用定制服務    
 

 

超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖8

(電腦端瀏覽器打開體驗最佳)


超算力量|“神威·太湖之光”:“速度”與“應用”兼具的圖9      

十四五期間,工業數字化將是工業轉型升級的主路線。“神工坊”秉持“算力賦能、協同創新”的理念,爭做“先進算力到仿真算能的轉換器”、“離散機理和垂直仿真場景的連接器”,助力我國工程仿真技術實現跨越發展,支撐重大裝備研制創新和工業設計研發數字化轉型。


 

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP