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亿万亿次的跃迁——中国超算的极速征途

发布时间:2025-07-24 16:30:21 | 浏览量:347

【导语】近年来,中国超算算力(lì)实(shí)现(xiàn)了(le)从(cóng)万(wàn)亿(yì)亿(yì)次(cì)到(dào)百(bǎi)亿(yì)亿(yì)次(cì)的(de)质(zhì)变(biàn),极(jí)大(dà)地(de)提(tí)升(shēng)了(le)天(tiān)气(qì)预(yù)报(bào)等(děng)领(lǐng)域的(de)预(yù)测(cè)能(néng)力(lì)和(hé)效(xiào)率(lǜ)。从(cóng)“银(yín)河(hé)-Ⅰ”到(dào)“神(shén)威(wēi)·海(hǎi)洋(yáng)之(zhī)光(guāng)”、“天(tiān)河(hé)三(sān)号(hào)”,中(zhōng)国(guó)超(chāo)算(suàn)不(bù)断(duàn)追(zhuī)赶(gǎn)与(yǔ)超(chāo)越(yuè),成(chéng)为(wèi)国(guó)际(jì)前(qián)沿(yán)计(jì)算的佼佼者。国产自研处理器的崛起,更是为中国智造注入了新的活力。如今,借助国产超算平台,我国在多个领域取得了重大突破,未来量子计算、类脑芯片与AI超算的融合将开启新的计算范式。中国超算,正为制造强国铸就坚实的“数字引擎”。

天气预(yù)报(bào)从(cóng)时(shí)效(xiào)性(xìng)仅(jǐn)有(yǒu)24小(xiǎo)时(shí),正(zhèng)确(què)率(lǜ)最(zuì)高(gāo)只有60%,到如今借助国产自研的高性能计算集群,临海地区6小时短临天气预报最快每30分钟就可输出一次计算结果。这背后,是中国超算算力跨越万亿亿次的质变。

算力长征:罗马不是一天建成的

自1983年“银河-Ⅰ”每秒超1亿次计算试水,到2009年“天河一号”的研制成功,我国成为世界第二个可研制千万亿次超级计算机的国家,再到2016年“神威·太湖之光”以 9.3 亿亿次/秒登顶世界榜首,中国超算一直在用“超音速”追赶与超越。

更令人振奋的是,2021年起投入科研服务的“神威·海洋之光”与随后亮相的“天河三号”原型机均已跨入每秒百亿亿次浮点运算(ExaFLOPS)大关——前者峰值约 1.3 ExaFLOPS,后者可达 1.7 ExaFLOPS,标志着中国正式迈入“前沿计算俱乐部”。

科普一问:如何判断两台计算机孰优孰劣?

FLOPS(Floating-point Operations Per Second)即每秒浮点运算次数,看似只是“数字游戏”,却与我们手机芯片的主频概念类似;而PUE、FP32/FP64 能效,则决定了一台机器每跑一步要“喝”多少度电。正因如此,算力与能效常被称作“双轮(lún)”,缺(quē)一(yī)不(bù)可。

独立自主,道阻且长

过去,我们国家在超级计算机的处理器芯片上长期依赖国外进口,我国的科研人员正是在这样的大背景下,全面转向国产自研处理器的开发。

在无数一线科研工作者前赴后继的努力下,“申威”处理器(SW26010),一颗完全自主设计的多核处理器——具备260个计算核心。整个神威系统共搭载40960颗芯片,总计超过1065万个计算核心。

在新药筛选中,超算一次即可虚拟合成数十万种候选分子;在数字孪生城市里,它实时推演交通流、地下管网与能耗耦合;材料基因工程借助超算筛出高熵合金、钙钛矿电池等“潜力明星”,将研发周期由十年缩短到一年。

无限进步的中国智造

借助国产超算平台这一新质生产力工具,我国已经在航空航天、生物医药、石油勘探等领域取得了诸多重大突破。展望未来,量子计算、类脑芯片与 AI 超算融合正在酝酿新的范式。“亿万亿次”或许只是下一次跃迁的起点。从“银河”一线天到“天河”星汉灿烂,中国超算将在新赛道继续奔涌,为制造强国铸就更坚实的“数字引擎”。

作者:中国科学院大学 中国科学院计算技术研究所 陈信达

审核:中国科学院计算技术研究所 工程师 梁东

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