算天算地算人 神威E级原型机瞄准超算“皇冠”

神威E级原型机日前正式落成启用，其处理器、网络芯片组、存储和管理系统等核心器件全部为国产化，整体研制指标国际领先。目前，神威E级原型机已完成全球气候变化、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。

神威E级原型机在国家超级计算济南中心正式启用。孙兆玉摄

E级计算机被公认为超级计算机界的下一顶“皇冠”，其计算能力高达每秒百亿亿次。这样强大的计算力是一种战略资源，在解决人类共同面临的能源危机、污染和气候变化等重大问题上将发挥巨大作用。日前，在位于山东济南高新区的国家超级计算济南中心，全部采用自主芯片研制的神威E级原型机完成研制部署，顺利通过课题验收，正式落成启用，其整体研制指标国际领先。

实现自主研发

当前，E级超级计算机领域已成为高端信息技术创新和竞争的制高点，美国、日本以及欧盟都在加紧布局。我国也将E级计算机列为重大科技发展战略。在国家重点研发计划支持下，国家并行计算机工程技术研究中心联合国家超级计算济南中心等团队经过两年多的关键技术攻关，研制成功神威E级原型机系统。神威E级原型机的研制成功，标志着研制E级计算机的技术条件和工程条件全面就绪。

经济日报记者看到，神威E级原型机放置在一个黑色机柜中，机柜门上镶嵌着“神威E级原型验证系统”字样。“神威E级原型机就好比是一台能够上路的概念车，原型机的成功研制，对E级计算机研制方案和技术路线进行了全面系统验证，为下一步E级计算机的研制成功铺平了道路。”山东省计算中心（国家超级计算济南中心）主任杨美红介绍，神威E级原型机系统主要由硬件、软件和应用三大系统组成。其处理器、网络芯片组、存储和管理系统等核心器件全部为国产化。

这一原型机的系统软件，由完全自主研发的神威睿思操作系统、神威睿智编译器等构建。运算系统全部采用“神威26010＋”众核处理器，高速互连网络系统全部采用申威网络交换芯片、申威消息处理芯片，这些关键部件均具备完全自主知识产权。存储和管理系统由申威多核处理器构建，实现对该领域产品的国产化替代。

此前，国家超级计算济南中心已部署有中国首台全部采用国产CPU和系统软件构建的千万亿次计算机—“神威⋅蓝光”，至今已运行7年。现在神威E级原型机的运算能力达到“神威⋅蓝光”的3倍，体积仅为后者的九分之一，能耗同比下降75%。

应用领域广泛

国家超级计算济南中心副主任潘景山将超算的功能总结为“三算”:“从算天、算地，再到算人，未来是一切皆可算。”神威E级原型机启动后，将进一步拓宽山东在超级计算机的应用领域，从气候气象预报、深空深海深地探测、生命科学、天体物理、航空航天等领域，进一步拓展到互联网、云计算、大数据、人工智能、基因测序、金融计算、先进制造、现代海洋等领域。潘景山举例，到时候就算是济南千佛山上的一片云，也能算到它何时下雨、能下多大。神威E级原型机还可以运用基因数据、重大疾病数据做健康管理。

潘景山介绍，神威E级原型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。

目前，神威E级原型机已完成全球气候变化、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。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。

潘景山告诉记者，神威E级计算机预计于2020年完成研制部署，将率先跨越百亿亿次量级台阶，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。

潘景山表示，作为大科学装置，神威E级原型机将为海洋强国战略打造“深蓝大脑”，为乡村振兴、科教兴国等战略构建国家超算互联网基础设施。同时，该计算机还将立足山东，服务全国，满足健康医疗、航空航天、生物信息等领域的一批国家科学与工程计算需求，促进科技创新和经济发展，进一步推动中国制造走向中国创造。