亿万亿次的跃迁——中国超算的极速征途

天气预报从时效性仅有24小时，正确率最高只有60%，到如今借助国产自研的高性能计算集群，临海地区6小时短临天气预报最快每30分钟就可输出一次计算结果。这背后，是中国超算算力跨越万亿亿次的质变。

算力长征：罗马不是一天建成的

自1983年“银河-Ⅰ”每秒超1亿次计算试水，到2009年“天河一号”的研制成功，我国成为世界第二个可研制千万亿次超级计算机的国家，再到2016年“神威·太湖之光”以 9.3 亿亿次/秒登顶世界榜首，中国超算一直在用“超音速”追赶与超越。

更令人振奋的是，2021年起投入科研服务的“神威·海洋之光”与随后亮相的“天河三号”原型机均已跨入每秒百亿亿次浮点运算（ExaFLOPS）大关——前者峰值约 1.3 ExaFLOPS，后者可达 1.7 ExaFLOPS，标志着中国正式迈入“前沿计算俱乐部”。

科普一问：如何判断两台计算机孰优孰劣？

FLOPS（Floating-point Operations Per Second）即每秒浮点运算次数，看似只是“数字游戏”，却与我们手机芯片的主频概念类似；而PUE、FP32/FP64 能效，则决定了一台机器每跑一步要“喝”多少度电。正因如此，算力与能效常被称作“双轮”，缺一不可。

独立自主，道阻且长

过去，我们国家在超级计算机的处理器芯片上长期依赖国外进口，我国的科研人员正是在这样的大背景下，全面转向国产自研处理器的开发。

在无数一线科研工作者前赴后继的努力下，“申威”处理器（SW26010），一颗完全自主设计的多核处理器——具备260个计算核心。整个神威系统共搭载40960颗芯片，总计超过1065万个计算核心。

在新药筛选中，超算一次即可虚拟合成数十万种候选分子；在数字孪生城市里，它实时推演交通流、地下管网与能耗耦合；材料基因工程借助超算筛出高熵合金、钙钛矿电池等“潜力明星”，将研发周期由十年缩短到一年。

无限进步的中国智造

借助国产超算平台这一新质生产力工具，我国已经在航空航天、生物医药、石油勘探等领域取得了诸多重大突破。展望未来，量子计算、类脑芯片与 AI 超算融合正在酝酿新的范式。“亿万亿次”或许只是下一次跃迁的起点。从“银河”一线天到“天河”星汉灿烂，中国超算将在新赛道继续奔涌，为制造强国铸就更坚实的“数字引擎”。

作者：中国科学院大学 中国科学院计算技术研究所 陈信达

审核：中国科学院计算技术研究所 工程师 梁东