超算中心有哪些?
何为超级计算机?顾名思义,它是运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,计算能力惊人。比如:用一台普通电脑分析30年的气象数据需要20多年,而使用这台千万亿次超级计算机只需1小时;使用一台普通的电脑需要1年才能完成一次汽车碰撞模拟实验,而这台超级计算机不到15分钟就可以完成。普通个人电脑多采用六核或者八核处理器,而超级计算机就相当于聚集了数以千计万计,甚至更多的处理器,称之“最强大脑”不为过。另外,其计算能力又被看作衡量国家科技核心竞争力和综合国力的重要标志之一,广泛应用于科学计算、工程设计、金融分析、天气预报等领域。当前中国在超算方面进步迅速,已占据国际超级计算领域的重要位置。本文以简洁直观的形式,对目前为止我国“众所周知”的12大超算中心进行梳理与归纳。
天津中心
国家超级计算天津中心是由科技部于2009年5月批准成立的首家国家级超级计算中心,由天津市滨海新区和国防科技大学共同建设,部署有2010年11月世界超级计算机TOP500排名第一的“天河一号”超级计算机和百亿亿次“天河三号”原型机系统。“天河三号”原型机系统入选由两院院士投票评选的2018年度中国十大科技进展新闻。
天津超算中心构建有超算中心、云计算中心、电子政务中心、大数据和人工智能研发环境,天津中心应用涉及石油勘探、生物医药、动漫设计、航空航天、气象研究、可控核聚变、土木建筑设计分析、高端装备制造等多个领域,是我国应用范围最广、研发能力最强的超级计算中心,为全国的科研院所、大学、重点企业提供了广泛的高性能计算、云计算、大数据、人工智能等高端信息技术服务。
深圳中心
国家超级计算深圳中心是2009年5月科技部批准建设的全国首批、中南部第一家国家超级计算中心,是“十一五”期间国家在广东省部署的重大科技创新平台。该中心采用由中科院和曙光公司联合研制的曙光6000超级计算系统,该系统整体计算能力实测峰值为1.271千万亿次浮点运算(1.271PFLOPS),于2011年11月16日投入运行。
曙光6000超级计算主机系统的存储分为两种:每个计算节点配备的本地磁盘;由存储节点建立的高速并行文件系统。深圳超算中心为企业和科研机构提供强大的计算资源,支持重大课题或者进行协作研发。该中心以云计算为方向,开展存储、虚拟化、超大规模科学计算,应用领域覆盖:结构强度、动力学、运动学、碰撞安全、流体力学的工程计算、计算物理、计算化学、地球物理学、生物、气象、医药、运筹优化。
长沙中心
国家超级计算长沙中心,位于湖南大学南校区内,系科技部批准建立的全国第三家、中西部第一家国家超级计算中心,由湖南省政府投资建设,湖南大学运营管理,国防科技大学提供技术支撑。国家超级计算长沙中心2010年10月由科技部批准组建,2014年11月04日正式运营。2022年10月启动运行新主机系统。
长沙超算中心主要使用国防科技大学研制的“天河”系列超级计算机和“天河·天马”计算集群。其核心设备之一为TH-1HN系统,全系统峰值计算性能达1372万亿次/秒,Linpack测试浮点计算性能763.9万亿次/秒,内存容量108.5TB,磁盘总容量1.47PB。通用算力200P Flops(FP64)、人工智能算力1000P Ops(FP16),处于国内领先水平、国际先进行列。该中心主要应用于科学研究、信息服务、装备制造等多个领域。
济南中心
国家超级计算济南中心由国家科技部批准成立,创建于2011年,是从事智能计算和信息处理技术研究及计算服务的综合性研究中心,也是我国首台完全采用自主处理器研制千万亿次超级计算机“神威蓝光”的诞生地,总部位于济南市超算科技园。济南中心装配的神威蓝光计算机系统,系统采用万万亿次架构,全机装配8704片由国家高性能集成电路(上海)设计中心自主研发的“申威1600”处理器,峰位性能达到1.0706千万亿次浮点运算/秒,持续性能为0.796千万亿次浮点运算/秒,运行(LINPACK)效率达到74.4%,性能功耗比超过741百万次浮点运算/秒·瓦,组装密度和性能功耗比居世界先进水平,系统综合水平处于当今世界先进行列。
济南中心全部采用国产CPU和系统软件,实现了国家大型关键信息基础设施核心技术的自主可控。济南中心主要为海洋科学、现代农业、油气勘探、气候气象、药物筛选、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务。
广州中心
国家超级计算广州中心是国家在“十二五”期间部署的重大科技创新平台,在国家科技部的支持下,由广东省人民政府、广州市人民政府、国防科技大学和中山大学共同建设。
广州中心业务主机——“天河二号”超级计算机系统是国家十二五863计划重大项目的标志性成果,由国防科学技术大学承担研制。“天河二号”一期系统峰值计算速度达到每秒10.07亿亿次、持续计算速度达到每秒6.14亿亿次、总内存容量约3PB,全局存储总容量约19PB。“天河二号”峰值计算速度、持续计算速度以及综合技术水平处于国际领先地位,投入运行以来,已经在生物医药、生命健康、汽车造船、影视动漫、工业设计、金融服务、核电、海洋等战略性产业和气象、公共安全等社会管理服务领域取得了良好的应用效果。
无锡中心
2016年6月,国家超级计算无锡中心经国家科技部批准成立,由科技部、江苏省、无锡市三方共同投资建设,清华大学负责运营。无锡中心拥有世界上首台峰值运算性能超十亿亿次浮点运算能力的超级计算机系统——“神威·太湖之光”。
该系统是我国“十二五”期间“863计划”的重大科研成果,由国家并行计算机工程技术研究中心研制,全面采用了由国家高性能集成电路设计中心自主研制的“申威26010”众核处理器。也是我国第一台全部采用国产处理器构建的超级计算机。面向生物医药、海洋科学、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务,承接国家、省部等重大科技或工程项目,为我国科技创新和经济发展提供平台支撑。
郑州中心
“十三五”期间国家在河南部署的重大科技创新平台。2020年11月,中心通过科技部验收并纳入国家超算序列管理。郑州中心主机系统取由“中岳嵩山”,被命名为“嵩山”超级计算机,寓意“位居天地之中,支撑创新发展”。
理论峰值计算能力100PFlops,存储容量100PB,采用绿色节能的浸没式相变液冷冷却技术,PUE值低于1.04。“嵩山”超级计算机基于超融合自适应并行处理体系,采用超算能力+云化服务的模式,配备国产安全可靠的云计算平台、高性能计算集群管理调度平台、人工智能平台以及专业的在线运维平台,郑州中心重点围绕数字经济、社会管理、精准医学、生物育种、环境治理、高端装备、人工智能、国土资源管理等方面开展重点特色应用。
成都中心
国家超级计算成都中心坐落于中国西部(成都)科学城兴隆湖畔,项目占地36亩,总建筑面积约6.17万平方米。中心于2020年9月完成一期峰值性能170PFlops的超算系统建设。2021年6月,中心通过科技部验收并纳入国家超算中心序列,填补了我国西部地区国家超级计算中心体系的布局空白。2023年5月,中心被工信部评为国家绿色数据中心。
2023年7月,中心获科技部批复筹建国家新一代人工智能算力开放创新平台。成都中心的超算服务被誉为“西部最强大脑”。投运以来,先后为北京、上海等35个城市提供了算力服务,领域涵盖航空航天、装备制造、新型材料、人工智能等30个领域。
昆山中心
昆山超算中心作为全国第八个国家超级计算中心,于2020年建成运行,算力达400PFLOPS。昆山超算中心集成了中国科学院相关领域的最新科研成果,与科学院中国科技云资源相衔接,成为共享超级计算平台,将承接长三角区域大科学装置的先进计算及科学大数据处理业务,与苏州深时数字地球研究中心、上海脑科学研究中心等开展战略合作,重点围绕人工智能、生物医药、物理化学材料、大气海洋环境等前沿科学领域开展应用计算研究与服务。
2020年疫情期间,昆山超算中心边建设边开展对外服务,累计为华中科技大学等十八家单位免费提供计算资源,有力支撑了我国对新冠病毒基因、病理、药物、预警等方面的研究。
西安中心
国家超级计算西安中心由国家科技部于2020年8月批准成立,是第11家国家级超级计算中心。该中心拟建设立足西安、面向西北、辐射一带一路的大数据应用中心,实现计算服务、科研创新、产业创新三位一体的发展平台。
西安中心一期总峰值算力Flops水平行业领先,其中Flops为每秒浮点的运算次数、P代表每秒一千万亿次的量级,而西安运算的次数,居全国超算中心前列水平。如此算力是个怎样的概念呢?以10亿亿次算力为例,其1分钟的计算能力相当于200多万台普通电脑运行处理的能力。
太原中心
国家超级计算太原中心采用“政府主导企夆射生化运营+市场化服务”运营模式,于2022年4月通过科技部验收,纳入国家超算序列管理。太原中心采用全栈国产设备,实现从核心硬件到软件平台的自主研发和安全可控,中心主机命名为“太行一号”,双精度算力达300P,半精度算力达800PPB存储容量。
乌镇中心
“乌镇之光”超算中心位于浙江省桐乡市乌镇镇京杭大运河北岸、乌镇大道西侧。“乌镇之光”超算中心被称为浙江省“最强大脑”,采用E级超级计算机原型机技术成果,数据存储能力60PB,整体计算能力已达到国际TOP10的水平,广泛应用于智慧城市、人工智能、新材料的研发,以及生命科学包括基因密码的解读,已承接多个国家级科研项目,服务省内外多家科研院所、高校和企业。
从芯片设计到处理器优化,从网络架构创新到算法突破,超算领域的每一次技术飞跃都凝聚着科研人员的心血与智慧。超算中心的应用场景也在不断拓展,其影响力已远远超出了科研领域。在智能制造、智能网联汽车、基因科学、新药研发等前沿领域,超算中心以其强大的算力支持,为产业创新注入了新的活力。同时,在城市治理、公共安全、环境保护等社会领域,超算中心也发挥着重要作用。
虽然中国在TOP500榜单中的排名尚未进入前十,但中国的超算数量却位居全球前列。据统计,在最新的TOP500榜单中,中国有173台超级计算机上榜,占全球34.6%,数量上排名全球第一。这一数字充分展示了中国在超算领域的庞大实力和持续投入。超算中心还加强了国际间的交流与合作,促进了全球科技资源的共享与优化配置。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,超算中心将在更多领域发挥重要作用,为人类社会的进步与发展贡献更大的力量。