向新一代百億億次超算進軍 「天河三號」E級原型機完成研製部署
百億億次超級計算機也稱「E級超算」，被公認為「超算界的下一頂皇冠」。
記者7月26日獲悉，由國防科技大學牽頭研製，運算速度預計可達「天河二號」10倍以上的「天河三號E級原型機系統」已在國家超級計算天津中心完成研製部署，並於22日順利通過項目課題驗收，將逐步進入開放應用階段。「天河三號E級原型機系統」的部署完成並順利通過驗收，預示著中國E級計算機將很快進入實質性研發階段。
新一代百億億次超級計算機的研製計劃是國際高端信息技術創新和競爭的前沿。美國和日本均已提出E級超級計算機的研製計劃，擬在2020年或之後完成研製。而我國的百億億次超級計算機的研製計劃也早已提上日程。2016年，國防科技大學和國家超級計算天津中心等團隊合作承擔了科技部支持的重點研發計劃——「天河三號E級原型機系統」研製項目。在原型樣機系統基礎上，「天河三號」超級計算機有望於2020年研製成功，其運算能力將比「天河一號」提高200倍，存儲容量提高100倍。
相關負責人透露，「天河」系列超級計算機已經全面掌握五大自主核心技術，即具有自主知識產權的四大晶元和自主操作系統，所有核心技術和產品均不再被國外「卡脖子」。目前，通用CPU和加速器CPU、互連通信路由晶元和互連介面晶元，均已裝配在「天河二號」2期系統中，打破了2015年美國對國防科大和「天河」系超算中心的CPU禁運，而「天河三號」超級計算機將對這四大晶元進行全面升級。
目前，「天河三號E級原型機系統」實現了四大自主創新，即三款晶元——「邁創」眾核處理器（Matrix-2000+）、互連介面晶元、路由器晶元；四類計算、存儲和服務結點，10餘種PCB電路板；新型的計算處理、高速互連、並行存儲、服務處理、監控診斷、基礎架構等硬體分系統；系統操作、並行開發、應用支撐和綜合管理等軟體分系統。
前述負責人介紹，「天河三號E級原型機系統」實現了可適應科學計算和數據處理多應用需求的柔性體系結構，突破了計算、訪存、通信三方平衡的高性能計算結點技術，可支持十萬結點規模的高速互連和光電混合高速信號傳輸技術、高效靶向散熱冷卻技術、用戶透明的高性能計算環境軟體支撐等技術。這些技術通過幾十年的積累和不斷創新，在「天河」超級計算機系統核心關鍵技術上已實現了整體自主可控。
「『天河三號E級原型機系統』關鍵技術的突破和系統研製，也全面為『天河三號』整機系統提出了計算、訪存、通信性能平衡的設計方案。」他表示，「未來『天河三號』E級超級計算機將對已經設計生產的三款計算、互聯通信核心晶元再進行全面升級，同時基於飛騰CPU設計新的多核CPU，實現可支持海量數據存儲的層次式存儲系統，對適用高性能計算和高效大數據處理的柔性體系結構進一步優化。計劃利用2—3年的時間打造出全自主的具有國際領先水平的新一代『天河三號』E級超級計算機。」
記者了解到，天津超算中心將依託「天河三號」構建超級計算與雲計算和大數據深度融合的高性能計算服務平台，將在長效高解析度氣候氣象預報、大規模航空航天數值風洞、地震地質研究和油氣能源勘探、腦科學與基因工程等生命科學研究等超大規模計算與模擬，以及涉及國計民生、信息安全的政務數據、醫療衛生、基因健康、地理、海洋等大數據分析處理領域發揮強大支撐和平台作用。
本報記者 張 強 孫玉松 通 訊 員 於冬陽
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