「天河一號」成世界最快超級計算機

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「天河一號」成世界最快超級計算機
北京時間11月17日，國際超級計算機TOP500組織發佈第36屆世界超級計算機500強排名榜，中國首台千萬億次超級計算機「天河一號」以每秒2570萬億次運算速度位居第一，成為全球最快超級計算機。此前，排名第一的是部署在美國橡樹嶺國家實驗室的「美洲虎」超級計算機。在新榜單中，它排名下滑一位，實測運算速度為每秒1750萬億次。
　國防科技大學計算機學院「天河一號」工程辦公室主任李楠在談到「天河一號」的性能優勢時表示，由於採用了一系列創新技術，排名世界第一的「天河一號」具有五大特點。
　一是運算速度快。「天河一號」峰值運算速度為4700萬億次。做個換算對比：「天河一號」運算1小時，就相當於全國13億人同時計算340年以上的時間。「天河一號」運算1天，就相當於1台雙核的高檔桌面電腦運算620年以上的時間。
　二是存儲容量大。「天河一號」存儲容量為2PB，也就是2000萬億個字節。做個換算對比：1個漢字平均為2個字節，「天河一號」可在線存儲1000萬億個漢字，相當於存儲100萬字的書籍10億冊。
　三是總功耗低、能效值高。「天河一號」滿負荷運行的總功耗是4.04兆瓦，也就是每小時耗電4040千瓦時，24小時滿負荷工作耗電接近10萬千瓦時。這個數字令人驚歎，但實際上「天河一號」在超級計算機當中是一台相對節能的超級計算機。經測算，它的能效值為635.15MFlops/W，也就是每瓦特可實現每秒635150萬次浮點運算。這個能效值僅低於目前能效排名世界第一的IBM藍色基因系統。
四是安全性高。「天河一號」的操作系統軟件是國防科技大學自主研製的「麒麟操作系統」，這是目前國內安全等級最高的操作系統。
　用戶使用「麒麟操作系統」可定制自己的「私密」工作空間，就像租用了銀行的保險箱一樣，鑰匙和密鑰都在用戶手上，其他用戶甚至系統管理員都不能訪問，這樣就保證了用戶數據和程序的安全性。
　五是體積小。「天河一號」由140個機櫃組成，佔地約700平方米，總重量約160噸。大家站在「天河一號」前，會覺得它氣勢宏偉、震撼人心。但實際上，「天河一號」在世界上已有的千萬億次超級計算機中(多數佔地近千平方米)，算是「身材苗條」的。
　李楠同時表示，「天河一號」在實現高密度計算方面做得相當好，裝機密度很高，相對佔地比較少，並且採用冷凍水空調密閉風冷散熱方案，散熱效率很高。

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美國早在上世紀九十年代就提出了研製每秒運算速度千萬億次的超級電腦之目標，直到二○○七年才實現。截至今年六月，世界上僅有三台千萬億次級的電腦。如今中國擁有這樣的超級電腦——「天河一號」，只比美國晚兩年，國內外的科學家都說「震驚」，中國跨越了千萬億次這個難以逾越的「瓶頸」。

中國官方報道避而不談
筆者聽說，最為重要的是，這台電腦可以模擬核試驗。這意味着中國可以不通過真實的核彈試驗，而使到現有的核彈保持戰鬥力，同時又可以不斷提高和發展新的核彈技術。也就是說，在國際上普遍要求停止核試驗而中國也積極響應的今天，中國要保有核武技術不至於落伍，「天河一號」將發揮重要作用。不過，中國的官方報道對此故意隱去不講。

去年九月，中國第一台超百萬億次超級電腦「曙光5000A」研製成功，運算峰值速度為每秒二百三十萬億次。一年之後，「天河一號」提升到每秒一千二百零六萬億次。官方報道，從百萬億次提升到千萬億次是一個質的變化，不可能通過單純擴大規模來實現，而是需要體系結構上的改變。「天河一號」採用了全新的多陣列可配置協同並行的體系結構，從而實現了系統性能的提升。更為重要的是，這種體系結構，可以使中國電腦的能力再上一個台階，就是從現在的千萬億次，提升到萬萬億次。「天河一號」投入使用後，亦將推動中國科學研究的速度。

美國《華盛頓郵報》曾報道說，布殊政府向國會提出的「核政策審議報告」，是為日後恢復地下核子試驗埋下伏筆。布殊的父親老布殊總統在一九九二年決定，美國暫停地下核子試驗。一九九六年，聯合國通過了《全面禁止核子試驗條約》，全面禁止在大氣層、太空或地下進行核爆試驗。美國停止核試後，一直利用電腦模擬來確定其核武器的安全性和準確性。不過，美國科學家曾透露，電腦模擬始終不如地下核子試驗準確有效。美國國防部有計劃把過去二十年設計的核彈頭翻新，使其性能再保持二十年；而在這一過程中，美國必須通過試爆來維持彈頭的可靠性。所以，尤其是核彈頭儲存量愈來愈少的時候，恢復核子試驗的設想不應停止。

電腦競賽亦是核武競賽
不過，後來美國核武器實驗室的模擬技術又有所提高，過去只能進行平面模擬核試，不夠精準，現在可以進行電腦立體類比測試。國際軍事界認為，電腦模擬核試驗技術，已使到聯合國《全面禁止核子試驗條約》成為一紙空文。

法國早前宣布將用超級電腦類比核試驗，有趣的是，法國超級電腦的運算能力正好是千萬億次。現在中國可謂緊追西方核大國的步伐。可見，電腦技術的和平競賽，也是大殺傷力的核武的競賽。