以前,科研人員用微機對大型工業流態化反應器進行計算機模擬時,最需要的是耐心:如果想預見反應器中一秒鍾的過程,往往要等三五天,甚至兩三周,因為計算機“算”得太慢。如今這一惱人的問題已被中國科學家突破。

　　中國科學院秘書長李誌剛4月20日在北京宣布,我國第一套單精度峰值超過每秒1000萬億次浮點運算的超級計算係統,已由中科院過程工程研究所研製成功並投入使用。如果使用這套計算機和相應的模型與算法模擬工業流態化反應器的1秒鍾過程,隻需2—3分鍾便可看到結果。

　　“超級計算能力不僅體現了一個國家在科學研究方麵的實力,而且決定了工程技術和國家安全方麵的競爭力,已成為各大國激烈競爭的科技製高點之一。”李誌剛在當天的新聞發布會上說,在計算硬件技術迅速發展的同時,通用超級計算存在的投資大、能耗高、算法開發滯後、實際效率低的問題日益突出;而針對各種特定算法設計的專用計算機研發成本高、無法成批生產,經濟性差。這兩方麵的問題成為提升超級計算能力的瓶頸。

　　對此,中科院過程所進行了長期探索,在計算機的通用性和專用性之間尋找平衡點。他們逐步認識到多尺度結構和離散化是許多工程問題的共同特征,並建立了適應不同問題的通用算法框架。中科院副院長李靜海說,2000年,過程所正式提出了多尺度離散化並行計算模式。2008年2月,過程所敏銳地抓住圖形處理器(GPU)編程環境更新的機遇,借助GPU自主研製了基於該模式的單精度峰值120萬億次的計算係統。今年,在國家重大科研裝備研製項目支持下,該係統又升級至峰值450萬億次,並新建了基於多種GPU的峰值150萬億次的單元係統,同時與聯想集團和曙光公司分別聯合研製了兩套200萬億次的單元係統,於今年2月安裝到位。3月,四套係統通過千兆以太網互聯為多層次的體係結構,並解決了多種不同GPU聯用的問題,建成了峰值速度超過1千萬億次的超級計算係統。

　　在日前舉辦的項目評估會上,專家組高度評價了單精度千萬億次超級計算係統,認為它提煉了眾多應用領域的計算問題的共性算法特征,提出了具有一定普遍意義的多尺度離散模擬方法,通過算法、軟件和硬件結構密切結合的創新設計,提升實際問題的求解能力,並顯著降低成本與能耗,實踐了一種富有特色的超級計算模式。有關研究人員也表示,作為一種新的模式,它還有很多需要深化與完善的地方,相信隨著它與其它模式相輔相成的共同發展,超級計算將發揮越來越重要的作用。

　　由於應用需求迫切,該係統研製期間就開始承擔國家重大專項、國家科技支撐計劃

、國家自然科學基金重大基金和多家大型企業的計算任務,涉及化工、冶金、石油、礦產、動力等多個產業和物理、化學、材料
、生物等多個學科,展示了廣闊的應用前景。