超算气力｜“神威·太湖之光”：“速率”与“应用”兼具
2021年11月19日，在全球超等盘算大会（SC21）上，国家超等盘算无锡中心、之江实验室、清华大学、上海量子科学研究中心等单元，基于新一代“神威·太湖之光”超等盘算机，团结研发的神威量子模拟器（SWQSIM）摘得2021年度ACM“戈登·贝尔”奖。https://i-blog.csdnimg.cn/blog_migrate/0e84477f1e706828184eccce3d57f5b2.jpeg
获奖项目：弥合“量子霸权”：使用新神威超等盘算机实现随机量子电路的实时模拟
“戈登·贝尔”奖是高性能盘算应用最高奖，设立于1987年，由美国盘算机协会在每年11月召开的超算领域顶级会议（SC）上颁发，旨在嘉奖期间前沿的并行盘算研究结果，特别是高性能盘算创新应用的杰出成绩，被誉为“超等盘算应用领域的诺贝尔奖”。与TOP 500着眼于高速盘算硬件性能不同，“戈登•贝尔”奖更注重于高性能盘算应用水平。
作为大国重器，“神威·太湖之光”自问世以来就发挥着无可相比的作用，成为国家综合科研实力和科技发展水平的紧张体现。不论是服务国家战略，还是财产应用、社会民生，“神威·太湖之光”都展现了强大的实力，让有限的盘算变成无限的可能。
“神威·太湖之光”先容
发布于2016年6月的“神威·太湖之光”由国家并行盘算机工程技能研究中心研制，落户于国家超等盘算无锡中心，由清华大学负责运营。
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“神威·太湖之光”整机采用高密度运算超节点和高流量可扩展复合网络架构，实现全系统高效可扩展与并行运行；采用层次包容、分级自治的软硬协同容错体系，实现整机系统的高可用；运用面向典型应用和机器结构的编译优化、自顺应精致平衡调理等技能，实现应用软件的高效运行。
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“神威•太湖之光”的系统峰值性能12.5亿亿次，持续性能9.3亿亿次，性能功耗比每瓦特60.5亿次，2016～2017年，一连四次获评世界第一。国家超等盘算无锡中心主任杨广文作了一个形象的比喻：它1分钟的盘算能力，需要全球72亿人同时用盘算器不停止盘算32年。
“神威·太湖之光”的应用
2016年起，“神威·太湖之光”与多家高校、研究机构、国内外企业开展互助，内容涉及天气天气、地球科学、海洋环境、材料设计、生物制药、航空航天、图盘算、量子盘算、生命科学、天体物理等浩繁行业。
在航空航天领域，国家超等盘算无锡中心团结中国航空航天的相关研究机构，共同完成了C919大飞机多种飞行状态的模拟，完成C919大型客机低速大攻角深失速特性的精致数值模拟。盘算网格规模由千万网格提升到两亿网格，盘算时间缩短到10小时以内，大大淘汰风洞试验次数、低落设计成本，对C919大型客机气动设计工作具有紧张的指导意义。
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在生物医药领域，中科院上海药物所利用优化后的DOCK虚拟药物筛选软件，使用40个申威16010处理器在4天内完成寨卡病毒的虚拟药物筛选（若使用实验室128个CPU的SGI Origin3800举行同等规模分子对接工作，需要超过四年的时间才气完成），极大地提高了工作进度，为相关研究节流了大量宝贵时间。
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图为恶性肿瘤靶标B-Raf激酶与药物在原子水平上的相互作用
在地球与宇宙科学领域，“神威·太湖之光”也颇具神威。2017年，由清华大学、山东大学、国家超等盘算无锡中心、南方科技大学共同研制完成的“非线性大地动模拟”实验，借助“神威·太湖之光”的强大盘算能力，首次乐成实现了唐山大地动过程的精准模拟。这一过程对于科学家了解地动的发生和传播规律具有紧张的意义。这一实验荣获了2017年国际高性能盘算应用领域的最高奖“戈登•贝尔”奖。
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唐山大地动模拟结果图
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获奖团队现场颁奖
在船舶工程领域，国家超等盘算无锡中心团结中船重工第702研究所，基于神威平台共同开发了通用精致流场求解的盘算流体软件，与国外的船舶贸易软件相比提速近千倍，百亿以上网格的超大规模盘算题目可以在24小时以内获得结果，大大满意了船舶的设计需求。
总结
“神威·太湖之光”在国家超等盘算无锡中心完成部署并投入运行以来，以每秒超十亿亿次的浮点峰值盘算能力、超千万焦点的并行规模，吸引了国内外大批顶尖团队开展应用研发，目前已完成20多个领域，22个千万核整机应用，200多项百万焦点的大型题目的求解任务，取得了多项庞大应用结果。
未来，“神威•太湖之光”将会在越来越多的科学研究、科技创新中大显“神威”，超算应用也将更多地用于解决日常生活中的种种困难，让更多的人感受和共享我国超算领域发展的硕果。
为应对先进制造业对于高性能仿真的需求，国家超等盘算无锡中心基于“神威 • 太湖之光”超等盘算机的强大算力，面向工业制造领域，提供高保真、高性能的工业仿真解决方案——神工坊，可以为企业提供在线高性能仿真、仿真应用高性能改造与开发、仿真咨询与应用定礼服务。
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