从“小孩”到让美国惊叹:这个被称为“最强大脑”的中国计算机到底有多牛?
前沿 从“小孩”到让美国惊叹:这个被称为“最强大脑”的中国计算机到底有多牛? 前沿 | 2017-08-25 11:22 从“小孩”到让美国惊叹:这个被称为“最强大脑”的中国计算机到底有多牛? 酷炫黑科技

经过半个世纪的不断努力,中国计算机产业已经迈向世界之巅,从曾经的计算机小孩到如今的引领世界再一次证明了中国人的聪明智慧。

早在1937年,国爱荷华州立大学物理系副教授约翰·文森特·阿塔那索夫(John Vincent Atanasoff)和其合作者克利福特·贝瑞(Clifford Berry,当时还是物理系的研究生)用了300个电子管研制出世界上第一台电子计算机设备。取名为ABC(Atanasoff-Berry Computer)。

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1942年,太平洋战争爆发,阿塔那索夫应征入伍,ABC的研制工作也被迫中断。在这个时候,小学课本中的第一台现代意义上的计算机ENIAC诞生,拉开影响至今的计算机革命的序幕。

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这个时候的中国,日军制造卢沟桥事变、发动“八一三”事变,淞沪战争爆发、日军屠杀南京军民30万人。

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历史学家罗荣渠估计,日本的侵略至少使中国的工业化、现代化延误了20年时间。但在这个过程中,中国一直在默默的推进科技的发展,ENIAC诞生的十年后,中国终于开始向苏联学习,填补自己在计算机领域的空白。

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1956年9月,中国成立赴苏联计算技术考察团。团队包括团长闵乃大,副团长王正,团员有吴几康、范新弼、夏培肃、周寿宪、孙肃、莫根生、徐献瑜、严又光,翻译张伟、穆立立、李象生等15人两个多月辗转莫斯科、列宁格勒两地,对苏联计算技术的科研、生产与教育进行了考察,并重点对苏联M-20计算机进行了学习。

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1957年4月,我国经政府途径订购了M-3计算机和БЭСМ计算机图纸资料。在考察和取得图纸资料的基础上,研制工作开始了。以张梓昌、莫根生为首,组织了M-3(代号103)计算机工程组。通过全体研制人员的努力和北京有线电厂的密切配合,于1958年8月1日研制成功了我国第一台数字电子计算机。这台运算速度为每秒30次的电子管计算机,填补了我国现代电子计算机的空白。

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1959年10月1日宣布诞生的我国第一台大型通用数字电子计算机,平均每秒运算1万次,接近当时英国、日本计算机的指标。

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1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功,平均浮点运算速度每秒5万次。

60年代到70年代末在我国是一个特定的历史时期,西方大国对我国实行封锁,中苏关系恶化,迫使我国的主要科研活动多以国防和军工产品的研制开发为主。

1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109乙机)实际上从1958年起中科院计算所就开始酝酿启动。在国外禁运条件下要造晶体管计算机,必须先建立一个生产晶体管的半导体厂(109厂)。经过两年努力,109厂就提供了机器所需的全部晶体管(109乙机共用2万多支晶体管,3万多支二极管)。对109乙机加以改进,两年后又推出109丙机,为用户运行了15年,有效算题时间10万小时以上,在我国两弹试验中发挥了重要作用,被用户誉为"功勋机"。

1977年4月,安徽无线电厂、清华大学和四机部六所联合研制成功我国第一台微型计算机DJS-050机。从此揭开了中国微型计算机的发展历史。

1978年3月,由邓小平同志亲自决断,研制亿次计算机的任务正式交给了国防科大的前身长沙工学院计算机研究所,慈教授被任命为技术总指挥和总设计师。经过五年的艰苦奋战,在极其简陋的条件下,慈云桂教授等电脑专家于1983年12月,研制成功"银河I号"巨型计算机,运算速度达每秒1亿次。该机型共生产3台,分别安装4于石油、西部计算中心和高校计算机研究所。

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2016年,位于江苏省无锡市一间约1000平方米的房间内,一台拥有世界“最强大脑”的超级计算机开始飞速运转。它就是“神威·太湖之光”,成为世界上运行速度最快的超级计算机。他到底有多快呢?

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其整体的峰值运算速度为12.5亿亿次/秒,持续性能为9.3亿亿次/秒,双双位列全球第一。它一分钟的计算能力相当于全球72亿人口用计算器不间断计算32年。“神威·太湖之光”由40个运算机柜和8个网络机柜组成一台机柜就有1024块处理器,整台“神威·太湖之光”共有40960块处理器。“每一块处理器相当于20多台常用笔记本电脑的计算能力,4万多块再组装到一起,速度之快可想而知。

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全世界就对中国这一“神秘机器”充满高度关注与好奇,坊间还传出各种各样有关国家超级计算无锡中心(以下简称无锡超算中心)以及它拥有的“太湖之光”的传闻,国内外超算业界与媒体也在不断通过公开与私下的渠道搜集着“太湖之光”的点滴新闻。

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神威·太湖之光开创了世界领先的地位,在众核平台中相比其他产品大幅度领先,领先时间高达5年以上。

第一首次全部采用国产处理器构建世界最高性能的超级计算机;

第二首次设计实现世界领先的众核处理器;

第三首次实现世界领先的低功耗设计与控制体系,

第四,首次建立面向千万量级核心的高并发度软件系统,

第五,30年来,首次入围国际高性能应用最高奖。

更值得骄傲的是,首次采用国产核心处理器“申威26010”,所有核心部件全部由中国自主制造。,从CPU的设计、主板的设计、整个集成技术的设计都是自己设计。所有的这些系统都是经过了十几年甚至几十年的积累,慢慢形成了自己的技术力量。

截至目前,已经有100多家科研单位、100多个大型应用在“神威·太湖之光”系统上运行,涉及气候气象、海洋、航空航天、生物、药物、高能物理、生命科学等19个应用领域。支持国家重大科技应用、先进制造等领域解算任务几百项,一年来共计完成200多万项作业任务,平均每天完成近7000项作业任务。百万核以上应用上百个,千万核整机应用15个,其中不乏国家战略需求方面的挑战性应用。

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国家超级计算无锡中心副主任、清华大学副教授付昊桓介绍,我们自己研发的芯片,一点不比国外的差,而且更加绿色高效!付昊桓用数字举例说明,“我们有一个简单的测算,就是你每消耗一个瓦特,我们能提供6个G的计算力。像这个美国最顶尖的系统像他们的泰坦,提供2个G左右,我们比他要高效3倍,像日本京系统是1个G左右,我们比它的能耗效率要高6倍。”

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这次中国10亿亿次神威超算已经把美国2017年计划中的Sierra(雪乐山)及Summit(顶点)超算踩死了,说不好一年以后,神威再提升一下,能把美国2018年计划中的18亿亿次的Aurora超算也一起踩死……

根据一名科研项目主管的说法,中国科学家在“神威·太湖之光”计算机上创造出的虚拟宇宙。专家们说,中国正在学习如何充分利用这台计算机的纯运算能力,再现宇宙的形成过程只是第一步。就纯运算能力而言,中国近年来已经超过其他国家。研究人员希望中国在3年内能够成为研究宇宙形成问题的领军者。

据《南华早报》报道,科研人员在“神威·太湖之光”计算机——或者今后出现的更加先进的机型上——能够模拟宇宙的形成过程,就可以定位太空中遥远的地方,让射电望远镜进行观测。中国已经开始建造下一代高性能计算机,其运算速度至少是“神威·太湖之光”的10倍。

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一直以来,“超级计算机”被称为“经济转型和科学研究加速器”,作为高科技发展的要素,超级计算机早已成为世界各国经济和国防方面的竞争利器。经过半个世纪的不断努力,中国计算机产业已经迈向世界之巅,从曾经的邯郸学步到如今的引领世界再一次证明了中国人的聪明智慧。


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