超算“快车” 领跑全球

8月20日，国防科技大学“天河二号”超级计算机机房。 记者 辜鹏博 摄

一列火车有2800多个零部件，超级计算机不到1秒就能全部识别，并能判断出是否有裂缝等故障；

完成一个人的全基因测序，加上分析过程文件，基因组数据量可能高达1000GB，利用传统计算机需要8个月，采用超级计算机只需4个小时；

研制一架大飞机，过去需高成本耗费两年时间做全机风动试验，利用超级计算机模拟仿真，6天就完成相关工作……

“随着应用体系的不断开发与完善，超级计算机在支撑国家科技创新、服务国家创新驱动和地方产业发展等方面发挥着越来越重要的作用，目前已经在大气海洋环境、数值风洞、医学信息、基因组学、药学、电磁学、天文学等领域取得了一系列大规模并行计算的创新成果。”8月20日，在国防科技大学计算机学院天河楼，国防科技大学计算机学院研究员李琼向记者细数超级计算机的“本领”。

超级计算机被誉为人类探索自然奥秘的“天文望远镜”，科学家可以借助它更好地理解自然世界、发现科学规律，从而推动科技进步。

改革开放之初，我国由于没有高性能计算机，勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理，不仅费用昂贵，而且受制于人。

1978年，国防科技大学受命研制巨型计算机。

1983年12月22日，我国第一台每秒钟运算达1亿次以上的“银河”计算机在长沙研制成功，我国成为继美国、日本之后，全球第三个有巨型计算机研制能力的国家。随后，10亿次的“银河II”和100亿次“银河III”巨型计算机相继在湖南长沙问世。

2009年10月，中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”诞生，其升级系统于次年首次在世界超算500强上“夺冠”。

2013年5月，峰值速度达5.49亿亿次的“天河二号”亮相，并先后6次“站上”世界超算500强榜首。

从我国巨型计算机“零”的突破，到“天河”超级计算机7次位居世界超算榜首，我国高性能计算经历了从“跟跑”到“领跑”的历史跨越。

如今，以“天河”为业务主机已建成天津、广州、长沙三大超算中心，构建起生物计算与个性化医疗、天文地球科学与环境工程、智慧城市大数据和云计算等多个应用服务平台，为国内外几千家用户提供高性能计算和云计算服务，支撑几千项重点课题研究。

配置了“天河二号”超级计算机系统的国家超级计算广州中心，国防科技大学计算机学院副研究员余杰笑称它是“全世界超算劳模”。它是全世界用户数最多、利用率最高的超级计算系统之一，目前其计算能力利用率已经接近饱和，应用场景的数量和成绩全球亮眼。

以天气预报为例，从2017年开始，广州的气象预报系统开始由“天河二号”运行。以前，华南地区的天气预报以3公里乘以3公里作为一个网格，现在1公里乘以1公里是一个网格，计算量提高了27倍。每12分钟，“天河二号”就能给出每平方公里内6小时的天气预报。哪怕只隔一座桥，也能准确预报“东边日出西边雨”。

“从‘银河I’到‘天河二号’，我们用了40年时间，让超级计算机每秒钟的运算能力由亿次进展到10亿亿次，目前我们正努力打造新一代超级计算机，它将具备每秒钟运算百亿亿次的能力。”李琼认为，计算能力在人类生活中将占据越来越重要的作用，未来超级计算机与人工智能和数据处理的结合将日益密切。（记者 黄利飞 通讯员 刘于蓝）