如今，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)研制、創(chuàng)新、應(yīng)用發(fā)展已經(jīng)走過40年。而剛剛過去的十年，是中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)新與超級(jí)計(jì)算應(yīng)用創(chuàng)新深度融合、邁向新階段的十年。

超級(jí)計(jì)算機(jī)(Super computer)是指能夠執(zhí)行一般個(gè)人電腦無法處理的大量資料與高速運(yùn)算的電腦，多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究。

超級(jí)計(jì)算機(jī)主要特點(diǎn)包括：極大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和極快速的數(shù)據(jù)處理速度，一個(gè)國(guó)家的高性能的超級(jí)計(jì)算機(jī)，是國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

從2009年起，中國(guó)已先后在天津、深圳、濟(jì)南、長(zhǎng)沙、廣州、無錫建成6家國(guó)家級(jí)超算中心，現(xiàn)在就來了解一下。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心是由科技部于2009年5月批準(zhǔn)成立的首家國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算中心，由天津?yàn)I海新區(qū)和國(guó)防科技大學(xué)共同建設(shè)，國(guó)家超算天津中心不但部署著我國(guó)首臺(tái)千萬億次超算“天河一號(hào)”，而且這里還肩負(fù)著我國(guó)新一代百億億次超算“天河三號(hào)”研發(fā)的重任。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心構(gòu)建有超算中心、云計(jì)算中心、電子政務(wù)中心、大數(shù)據(jù)和人工智能研發(fā)環(huán)境，是我國(guó)目前應(yīng)用范圍最廣、研發(fā)能力最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算中心，為全國(guó)的科研院所、大學(xué)、重點(diǎn)企業(yè)提供了廣泛的高性能計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等高端信息技術(shù)服務(wù)。

目前“天河一號(hào)”已構(gòu)建起石油勘探數(shù)據(jù)處理、動(dòng)漫與影視特效渲染、生物基因數(shù)據(jù)處理、高端裝備制造設(shè)計(jì)與仿真、地理信息處理、云計(jì)算等應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)，吸引了石油勘探、影視特效制作和云計(jì)算等一批企業(yè)落戶在國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心附近，形成產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)。

此外，“天河一號(hào)”結(jié)合天津及周邊地區(qū)產(chǎn)業(yè)需求，探索建立3D虛擬港口顯示監(jiān)控、智慧城市智能交通系統(tǒng)、政府集中電子政務(wù)信息系統(tǒng)以及對(duì)各區(qū)縣和功能區(qū)的高端產(chǎn)業(yè)支持等。

今年7月份，在天津?yàn)I海新區(qū)舉行的“紀(jì)念中國(guó)超級(jí)計(jì)算事業(yè)發(fā)展四十年暨國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心成立十周年”活動(dòng)上，國(guó)防科大副校長(zhǎng)黎湘表示，圍繞超級(jí)計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，天津逐步建立起從高性能芯片、自主操作系統(tǒng)、高性能服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫等較為完善的自主信息產(chǎn)業(yè)，成為高端信息技術(shù)創(chuàng)新、轉(zhuǎn)化和引領(lǐng)的示范基地。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心于2009年11月16日正式啟動(dòng)建設(shè)，并在2011年建成并投入運(yùn)行。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心(深圳云計(jì)算中心)配置國(guó)產(chǎn)曙光6000超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在2010年5月經(jīng)世界超級(jí)計(jì)算機(jī)組織實(shí)測(cè)確認(rèn)，運(yùn)算速度達(dá)每秒1271萬億次(峰值3000萬億次)，排名世界第二，該系統(tǒng)于2011年11月16日投入運(yùn)行。

據(jù)了解，國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心有完備的基礎(chǔ)設(shè)施、高性能計(jì)算服務(wù)、云計(jì)算服務(wù)、IDC服務(wù)以及鵬云公共服務(wù)平臺(tái)。

在承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)任務(wù)的同時(shí)，該中心以鵬云公共服務(wù)平臺(tái)為主體，重點(diǎn)打造“五云一單一店”(政務(wù)云、教育云、健康云、工業(yè)云、測(cè)試云以及電子賬單和云計(jì)算應(yīng)用商店)，其中教育云覆蓋了深圳10個(gè)區(qū)的各個(gè)中小學(xué)校，用戶達(dá)35萬人；健康云對(duì)接了75家公立醫(yī)院，電子病歷超過98萬份，單月預(yù)約掛號(hào)量超過32萬人次，累計(jì)放號(hào)1600萬人次。

據(jù)介紹，該中心現(xiàn)已成為全球唯一向社會(huì)提供高性能計(jì)算、云計(jì)算和IDC等多元化業(yè)務(wù)服務(wù)的超算中心。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心的計(jì)算資源被廣泛應(yīng)用于氣象預(yù)報(bào)、科研、基因測(cè)序、工業(yè)仿真等關(guān)鍵領(lǐng)域，不僅使預(yù)報(bào)高級(jí)別臺(tái)風(fēng)預(yù)警信號(hào)的時(shí)間從“提前2個(gè)小時(shí)”提升至“提前10多分鐘”，助力深圳成為行車平均速度最快的一線城市，還成為華大基因、華強(qiáng)動(dòng)漫、大疆創(chuàng)新等深圳創(chuàng)新標(biāo)桿企業(yè)的動(dòng)力引擎，堪稱粵港澳大灣區(qū)的科技創(chuàng)新“加速器”。

據(jù)了解，由國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心所承擔(dān)的國(guó)家發(fā)改委云計(jì)算重點(diǎn)示范工程項(xiàng)目，也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)超級(jí)計(jì)算云平臺(tái)——深圳市城市公共服務(wù)云平臺(tái)即將啟動(dòng)運(yùn)行。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心

國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心于2010年10月由科技部批準(zhǔn)組建，成為繼天津和深圳之后獲批建設(shè)的第三家國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算中心。

2014年11月，國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心在湖南大學(xué)正式運(yùn)營(yíng)。國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心采用主機(jī)采用國(guó)防科技大學(xué)“天河”超級(jí)計(jì)算設(shè)備，全系統(tǒng)峰值計(jì)算性能1372萬億次，全系統(tǒng)內(nèi)存容量106TB，磁盤總?cè)萘?.43PB；圍繞人工智能和大數(shù)據(jù)等新興領(lǐng)域，建有“天河﹒天馬”高性能集群系統(tǒng)，系統(tǒng)計(jì)算峰值能力超10PFlops (CPU +GPU)。

湖南師范大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院計(jì)算系主任劉宏曾接受媒體采訪時(shí)介紹，“天河一號(hào)”每秒40GB通信帶寬，相當(dāng)于1秒鐘內(nèi)下載5部高清電影；從仿真設(shè)計(jì)、醫(yī)藥研發(fā)到臺(tái)風(fēng)預(yù)報(bào)、能源勘測(cè)，它都有用武之地。

2019年6月13日，第10屆“國(guó)際空間軌道優(yōu)化大賽（簡(jiǎn)稱GTOC）”成績(jī)揭曉，由國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)提供計(jì)算支撐的國(guó)防科技大學(xué)與西安衛(wèi)星測(cè)控中心組成的聯(lián)隊(duì)（NUDT&XSCC）最終以3101分的優(yōu)異成績(jī)奪得冠軍，這是中國(guó)代表隊(duì)在該項(xiàng)賽事中首次奪冠，打破了歐美參賽隊(duì)對(duì)該賽事冠軍的壟斷，同時(shí)也為中國(guó)贏得了下屆GTOC的主辦權(quán)！

自2011年試運(yùn)行以來，國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心已經(jīng)為氣象、國(guó)土、水利、衛(wèi)生、交通等公共服務(wù)部門提供了高性能的計(jì)算平臺(tái)服務(wù)，主要用戶達(dá)40余家，涉及科學(xué)研究、公共服務(wù)、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和文化產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，主機(jī)系統(tǒng)平均利用率處于國(guó)內(nèi)超算中心的中上水平。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心

國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心于2011年10月27日在濟(jì)南正式揭牌，該中心由山東省科學(xué)院建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心建有中國(guó)首臺(tái)全部采用國(guó)產(chǎn)CPU和系統(tǒng)軟件構(gòu)建的千萬億次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，標(biāo)志著中國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后能夠采用自主CPU構(gòu)建千萬億次計(jì)算機(jī)的國(guó)家。

2011年10月，經(jīng)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)試，國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心的神威藍(lán)光超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)持續(xù)性能為0.796PFlops(PetaFlops，千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒)，LINPACK效率為74.4%，性能功耗比超過741MFlops/W(百萬次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒·瓦)，組裝密度和性能功耗比居世界先進(jìn)水平，系統(tǒng)綜合水平處于當(dāng)今世界先進(jìn)行列，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家大型關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施核心技術(shù)的“自主可控”目標(biāo)。

自成立以來，國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心在海洋科學(xué)、信息安全、電子政務(wù)、氣候氣象、工業(yè)設(shè)計(jì)、生物信息、航空航天、智慧城市及科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域已形成一系列重大應(yīng)用，產(chǎn)生一批世界領(lǐng)先的科技成果，發(fā)展省內(nèi)外用戶單位四百多家，提供5000多批次的計(jì)算和模擬仿真服務(wù)，超級(jí)計(jì)算機(jī)資源平均利用率在70%以上，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

2018年8月，神威E級(jí)超算原型機(jī)在國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心完成部署。2019年5月，國(guó)家超級(jí)計(jì)算濟(jì)南中心科技園啟用暨戰(zhàn)略合作簽約活動(dòng)在濟(jì)南舉行，這一國(guó)際首個(gè)超級(jí)計(jì)算科技園區(qū)宣告開園啟用。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心

2014年6月29日，國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心應(yīng)用推廣大會(huì)在廣州召開，科學(xué)技術(shù)部副部長(zhǎng)曹健林向廣州超級(jí)計(jì)算中心授予了“國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心”和“中國(guó)（廣州）計(jì)算科學(xué)服務(wù)中心”牌匾，這標(biāo)志著廣州躋身國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算中心行列。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心業(yè)務(wù)主機(jī)——“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是國(guó)家十二五863計(jì)劃重大項(xiàng)目的標(biāo)志性成果。

自2013年研制成功以來，“天河二號(hào)”以峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次、能效比每瓦特19億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算的超強(qiáng)性能，在超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜上連續(xù)六次排名世界第一，成為世界超算史上第一臺(tái)連續(xù)六次奪冠的超級(jí)計(jì)算機(jī)，打破超算領(lǐng)域世界紀(jì)錄；同時(shí)在更能代表實(shí)際應(yīng)用性能的HPCG排行榜上獲得了自該榜單設(shè)立以來的“五連冠”。

自2013年成立以來，國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心與一批企事業(yè)單位在氣象預(yù)報(bào)、新能源、新材料、生物醫(yī)藥、節(jié)能環(huán)保、新文化產(chǎn)業(yè)方面展開深入合作。

例如，廣州市氣象局與國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心合作搭建的基于“天河二號(hào)”的3公里、1公里分辨率氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)已上線開始業(yè)務(wù)運(yùn)行，在我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)超算技術(shù)在民間氣象預(yù)報(bào)行業(yè)的應(yīng)用，顯著提高了廣州市氣象局精細(xì)化數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)效：華南3km數(shù)值模式系統(tǒng)（空間網(wǎng)格數(shù)913′513′65，預(yù)報(bào)時(shí)效72小時(shí)）的計(jì)算時(shí)間從114分鐘縮短到56分鐘；

廣東省1km精細(xì)化數(shù)值模式系統(tǒng)（空間網(wǎng)格數(shù)1201′901′65，預(yù)報(bào)時(shí)效6小時(shí)）實(shí)現(xiàn)了逐12分鐘的滾動(dòng)訂正預(yù)報(bào)。

廣州市氣象臺(tái)副臺(tái)長(zhǎng)廖菲接受采訪時(shí)表示，國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心為提升氣象預(yù)測(cè)運(yùn)算速度，為突發(fā)性強(qiáng)天氣的預(yù)警預(yù)報(bào)提供了重要的預(yù)報(bào)技術(shù)支撐。

在生物醫(yī)藥業(yè)領(lǐng)域，“天河二號(hào)”上開展了面向埃博拉病毒和寨卡的虛擬藥物篩選，一天內(nèi)可以完成世界上已知結(jié)構(gòu)的4200萬小分子化合物的篩選工作，這是國(guó)際上目前最快的已知化合物篩選，為針對(duì)未知突發(fā)性病毒的快速虛擬藥物篩選提供了有效手段。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心

2016年6月20日，江蘇省科技廳聯(lián)合無錫市政府在無錫舉行“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)新聞發(fā)布活動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心由清華大學(xué)管理運(yùn)營(yíng)，其核心設(shè)備——“神威·太湖之光”是世界上首臺(tái)峰值運(yùn)算性能超過每秒十億億次浮點(diǎn)運(yùn)算能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)，該運(yùn)算系統(tǒng)全面采用了由國(guó)家高性能集成電路設(shè)計(jì)中心通過自主核心技術(shù)研制的國(guó)產(chǎn)“申威26010”眾核處理器。

值得一提的是，“神威·太湖之光”是我國(guó)第一臺(tái)全部采用國(guó)產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

在2016年全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，基于“神威·太湖之光”的“千萬核可擴(kuò)展全球大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”應(yīng)用項(xiàng)目獲得國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)——“戈登貝爾獎(jiǎng)”。

據(jù)了解，這是我國(guó)超算應(yīng)用團(tuán)隊(duì)近30年來首次獲得這一有著“超算應(yīng)用諾獎(jiǎng)”之稱的全球最高獎(jiǎng)。

在2017年11月舉行的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，由清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系80后副教授付昊桓帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成的“非線性大地震模擬”，獲得國(guó)際高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。

這是基于“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用第二次拿下該獎(jiǎng)。同時(shí)，“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)以每秒12.5億億次的峰值計(jì)算能力以及每秒9.3億億次的持續(xù)計(jì)算能力，再次斬獲全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜單TOP500第一名。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心依托“神威·太湖之光”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，面向生物醫(yī)藥、海洋科學(xué)、油氣勘探、氣候氣象、金融分析、信息安全、工業(yè)設(shè)計(jì)、動(dòng)漫渲染等領(lǐng)域提供計(jì)算和技術(shù)支持服務(wù)，為我國(guó)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供平臺(tái)支撐。

“超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為體現(xiàn)國(guó)家創(chuàng)新能力的國(guó)之利器。”

科技部高新司副司長(zhǎng)梅建平在7月份天津?yàn)I海新區(qū)舉行的“紀(jì)念中國(guó)超級(jí)計(jì)算事業(yè)發(fā)展四十年暨國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心成立十周年”活動(dòng)上表示，下一步中國(guó)將研究建設(shè)完善國(guó)家超算基礎(chǔ)設(shè)施，從全國(guó)一盤棋來設(shè)計(jì)和整體布局，支持在重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)國(guó)家級(jí)超算中心，“希望這些超算中心連接起來，成為真正的國(guó)家超算網(wǎng)絡(luò)，形成全國(guó)超算資源共享的新格局。”

據(jù)了解，國(guó)家超級(jí)計(jì)算鄭州中心近期獲得科技部批復(fù)籌建，成為中國(guó)第七個(gè)國(guó)家級(jí)超算中心，這也是科技部出臺(tái)認(rèn)定管理辦法后批復(fù)籌建的首家國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心。