神威能否使用？ - 神威太湖之光只能靠跑分“作秀”？其实有大作用

　　神威太湖之光能否用得起来？

　　对于神威太湖之光根本用不起来的说法，其实只要关注新闻，就能明白这是彻头彻尾的谎言。凭借“神威？太湖之光”强悍的计算性能，国内科研单位在天气气候、航空航天、海洋科学、新药创制、先进制造、新材料等重1要领域取得了一批应用成果——由中科院软件所、清华大学和北京师范大学申报的“全球大气非静力云分辨模拟”课题，由国家海洋局海洋一所和清华大学申报的“全球高分辨率海浪数值模式”课题，由中科院网络中心申报的“钛合金微结构演化相场模拟”课题分别入围了戈登贝尔奖，使中国在该领域实现零的突破。戈登贝尔奖是高性能计算应用领域的最高奖，神威太湖之光用事实说明，完全自主研发的超算不仅可以用起来，还能用的好。

　　另外，笔者介绍几个神威太湖之光的具体应用：

　　应用一：基于国产平台的国产地球系统模式。

　　

　　公共地球系统模式是一个MPMD的大型并行系统，经历了30年的建立与发展，核心代码量超过150万行，是目前全球使用最广泛的地球模式，也是高性能计算的传统应用。CESM计算模式多样，各个部分并不相同，对计算机器以及并行算法都有不同要求，在移植、加速以及优化算法等方面都具有较高的挑战。清华大学地学中心、清华大学计算机系为了将代码量巨大的CAM模式扩展到神威系统的百万计算核上，对公共大气模式CAM的代码重构与性能优化设计了与神威系统计算、存储模型相匹配的计算代码，有效地提高了计算性能。与纯主核版本相比，同时使用主、从核的优化程序能取得22倍的性能提升。通过使用24，000个主核以及1，536，000个从核，全球范围25公里分辨率的模拟速度可以达到2.81模式年/天

　　应用二：航天飞行器统一算法数值模拟。

　　

　　国家计算流体力学实验室基于”神威·太湖之光“超级计算机，对”天宫一号“飞行器两舱简化外形（长度10余米、横截面直径近3.5米）陨落飞行（H=65km、62km、Ma=13）绕流状态大规模并行模拟，使用16，384个处理器在20天内便完成常规需要12个月的计算任务，计算结果与风洞实验结果吻合较好，为”天宫一号“飞行试验提供重要数据支持。

　　应用三：纳米线热导率的大规模分子动力学模拟

　　

　　低维纳米材料由于具有许多独特的光、热、电、磁等性质，已成为当前材料领域研究的重要方向。当前的实验测量技术在处理纳米尺度传热时遇到许多困难，实验测量结果会存在较大的偏差。分子动力学（NAMD）模拟方法能够细致刻画院子振动周期内的微观过程，已经成为研究低维纳米结构导热性质的主要手段。非平衡分子动力学模拟（NEMD）由于类似于直接的实验测量，并且模拟收敛快，计算效率高，能够处理像纳米线、多晶这样的不均匀结构，因此得到广泛应用。

　　中科院过程所利用“神威·太湖之光”计算机系统的大规模并行计算能力，模拟体系原子数目达到了了20亿量级，单一方向空间特征尺度达到500微米以上，从而可以考察低维纳米材料力学和热学性质的一些临界尺寸效应。计算取得了良好的性能，有效扩展到122，880个主核，共计798万个计算核心，并达到了70%的并行效率。

　　除上述介绍的应用之外，还有基于受体库的药物结合能力研究与生物大分子的分子动力学模拟、岛礁建设浮式平台的移植与优化、真实感动漫渲染系统研究与应用等具体应用。在最近曝光率非常高的深度学习方面，无锡超算中心和北邮合作，实现在SW26010芯片上，对占卷积神经网络90%计算时间的卷积层操作进行深度优化，相比今年八月份的工作有26%的性能提高，在SW26010单核组上还实现了智能围棋神经网络的正向传播过程。..。..从上述例子可以看出，神威太湖之光不仅拥有可以用来争夺戈登贝尔奖的应用，还有科学研究和商业用途的超算渲染方面发挥着巨大作用。

　　结语

　　虽然有观点认为不能过度看中Linpack成绩，但考虑到Linpack在科学计算中的实际价值，以及至今没有可以替代Linpack的权威测试，超算的Linpack成绩依然非常具有借鉴意义，从这个角度上讲，将神威太湖之光全球最强超算的冠冕当之无愧。虽然神威太湖之光并没有在所有的测试中获得第一，但这并非是可以诋毁神威太湖之光的理由——以神威太湖之光在一些测试中仅夺得第二名、第三名就否定这台100P超算，这种否定方式绝不是科学的态度。