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。
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”獎是高性能計算應用最高獎,設立于1987年,由美國計算機協會在每年11月召開的超算領域頂級會議(SC)上頒發,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。
發布于2016年6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,落戶于國家超級計算無錫中心,由清華大學負責運營。
“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。
“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,2016~2017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。
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。
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。
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
“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。
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