神威太湖之光:国产超算的巅峰之作
提到中国超级计算机,很多人第一时间想到的就是“神威太湖之光”。这台诞生于国家并行计算机工程技术研究中心的机器,曾在全球超算TOP500榜单上多次登顶,靠的不是吹嘘,而是实打实的性能参数。
核心架构:完全自研的申威处理器
神威太湖之光最引人注目的地方,是它采用的40960个申威26010众核处理器。每一颗芯片都拥有260个核心,总计超过一千万个计算核心。这种设计在当时极为罕见,相当于把一台小型城市的算力塞进一个机柜群。
相比之下,普通家用电脑的CPU通常只有4到16个核心。你可以想象,就像你平时用的电瓶车突然升级成一列磁悬浮列车,而且还是全国产动力系统。
峰值性能:每秒12.5亿亿次浮点运算
它的持续性能达到9.3亿亿次每秒(Rmax),峰值性能高达12.5亿亿次每秒(Rpeak)。这个数字意味着什么?如果让全球70亿人每人拿一台计算器同时计算,每人每秒按一次,要连续算上30多年,才能赶上它一秒的运算量。
这些算力被广泛用于气候模拟、地震预测、新药研发等关键领域。比如每年台风季前的路径预测模型,背后就有它的影子。
功耗与能效:高效背后的代价
整机功耗约为15.3兆瓦,听起来很高,但按每瓦性能算,它在当年是能效比最高的超算之一。每瓦特提供60亿次浮点运算(6 GFlops/W),远超同期国际同类设备。
这就像一辆卡车,不仅拉得多,还比别人省油。虽然它一天的电费够普通家庭用上百年,但干的活也不是家用电器能比的。
存储与网络配置
系统内存总容量达1.3PB,文件系统容量超过20PB。通信网络采用自主研发的高速互联结构,延迟低至1.3微秒,带宽达到138GB/s。这样的配置保证了千万核心之间不会“堵车”。
可以类比为城市交通——哪怕有再多车辆(数据),高架路(网络)和智能红绿灯(调度算法)配合得好,就能畅通无阻。
实际应用场景举例
曾有科研团队用它完成全球大气模式模拟,分辨率精细到3公里,时间跨度长达一个月。这种任务在普通服务器上跑,可能需要几十年,而在神威上,几天就能出结果。
// 示例:简化版并行计算任务提交脚本
&PBS
jobname = weather_sim
nodes = 8192:ppn=32
walltime = 72:00:00
outputpath = /home/logs/sim.out
queue
&END
// 调用编译后的神威专用可执行文件
mpiexec -n 262144 ./atmos_model_3km
这行脚本看着简单,其实调动的是几十万个核心协同工作。对用户来说,只需提交任务,剩下的交给系统自动调度。