领先美国！世界首台E级超算原型机建成：芯片全都我们自己造

7月27日， 我國自行研制， 且主要芯片完全獨立自主研發的天河三號E級超算原型機系統”（一秒運算百億億次， 也被稱為E級超級計算機 或1000P級別超級計算機）已在國家超級計算天津中心完成研制部署， 該系統由國防科技大學牽頭研制， 是我國三大E級超級計算機首個原型機系統， 據悉， 我國另一臺E級原型機——神威E級原型機在國家超算濟南中心開始安裝， 也將在年內投入使用， 目前， 我國利用E級原型機的研制驗收關鍵技術， 未來可擴展至實用型型號， 為了盡量避免失敗， 2016年科技部立項了3臺原型機進行驗證，

除了上面天河三號E級超算、神威E級超算， 還有曙光某型E級超算， 他們分別預計完成時間是2020年、2021年和2022年。 除去為了避免研制過程中出現問題之外， 我國為何要同時推進三個E級超算原型機項目呢？

實際上， 世界各主要超算強國都在加快自己的E級超算研制， E級超算的運算速度是目前世界第一的“summit”超級計算機的五倍還多， 由于自2015年以來， 我國超級計算機長期稱霸TOP500超算排行榜， 這給美方巨大的心理震撼， 2015年當年， 美方開始加速研制新一代超級計算機， 其E級超算計劃在2021年推出， 而日本的“post K”E級超算計劃2020年前完成， 可以說在全世界E級超算研制的競賽已經日趨白熱化， 目前， 各國紛紛加強高性能計算研發布局和應用拓展， 我國已做好百億億次計算的三大戰略部署，

世界各國新一輪超算競爭已經開始， 那么又是什么讓超算變得這么火？讓幾個大國爭先恐后呢？

通常來說， E級超算的研究不僅僅對國家科技發展有極為重要的作用， 對國家安全具有舉足輕重的意義。 高性能超級計算機應用大致可分為以下幾個主要方向， 一類是與國家安全密切相關的使命性應用， 如美能源部各國家實驗室所從事的核武器設計、試驗、改進和安全儲存的研究， 需要超級計算機進行全物理、全系統、真三維的數值模擬；一類是解決能源、環境、健康等方面重大挑戰性問題的應用， 例如聚變能源、全球氣候變化、新材料設計、新藥創制等； 還有一類是以計算促進基礎科學研究和重大科學發現，

例如在宇宙起源、腦功能、基因和蛋白質組學、計算物理、計算化學、計算材料等方面的應用， 總體上來說， 未來核武器研制和開發離不開E級超算， 未來航空航天飛行器設計和制造離不開E級超算。

我們以飛機制造為例子， 飛機制造可謂是航空航天事業中最為精密的一個部分， 大到飛機機身外殼、兩側機翼外殼， 小到駕駛艙的一個指針、油箱上的一顆螺絲， 這無疑對制造業而言是個考驗。 然而超級計算機時代的到來， 讓飛機制造行業發生了天翻地覆的變化。 首先在飛機整體設計出來之后， 制造廠將應用超級計算機提供的高端技術進行飛機虛擬制造仿真， 通過相關軟件將飛機拆分成每一個細小的部分，

實現分部仿真制造， 并且模擬從飛機零件制造到裝配的整個過程。 當然， 我們必須了解到， 把“超級計算機世界第一”當做“強國必備”榮耀的想法已經過時。 超級計算機在今天其實早就不是代表大國崛起、提振民族自豪感的東西了， 而是實實在在的工具。

而對于工具， 實用、高效和劃算這些才是最重要的特質， 為此， 我國實現國產超級計算機的核心零組件， 包括芯片在內的全面國產化就是為了防止在應用過程中被人卡脖子。 目前， 我國已建成由17個高性能計算中心構成的國家高性能計算服務環境， 資源能力位居世界前列， 尖端成果不斷涌現。 我國研制的超級計算機已連續10次在以Linpack性能排名的HPC TOP500中奪冠，

我國學者開發的超算應用還連續兩次獲得ACM戈登·貝爾獎， 說明我國不但能造出世界上速度最快的計算機， 而且能在超級計算機上實現其他國家還做不到的實際應用， 高性能計算已像航天和高鐵一樣成為我國的“名片”。