光與電的碰撞間，計算速度正升至越來越高的位置。2016年，一臺國產超級計算機斬獲了多項國際級大獎，讓世界領略到“中國速度”，也讓全球記住了它的名字：“神威·太湖之光”。如今手握計算的“超級法寶”，“神威·太湖之光”的運營方國家超級計算無錫中心正積極組建超算互聯網，促使多臺超級計算機構成宏大“超算宇宙”。今年7月，國家超級計算中心無錫中心鹽城分中心揭牌，將打造一個設施一流、功能齊全的高性能計算服務平臺。鹽城分中心是搭建超算互聯網的第一步，連接完成后，在無錫就可以輕松調度鹽城的算力，讓兩臺計算機共同求解一個任務。
全國產化研發，超快速度譜寫中國傳奇
這臺超級計算機到底有多快？數據來看，由全國產系統“申威26010”處理器構建的超級計算機，峰值性能超過125petaflops。系統峰值性能12.5億億次，持續性能9.3億億次，性能功耗比每瓦特60.5億次。超算中心主任楊廣文的形容十分具體： “1分鐘的計算能力，大約是全球70多億人同時用計算器不間斷計算32年。”
算力之高，在于計算機實現了多核并行。如今，一臺擁有少量cpu的計算機已經不能滿足當下愈發復雜的計算需求。“我們這臺機器一共有40960個芯片，將近1100萬個核。計算機運行起來的時候，相當于同時調動了1100萬個核來處理事情，這是一個非常艱巨的工作。”楊廣文說。建造關鍵技術自主可控的國產化超級計算機，是大勢所趨。
值得欣喜的是，數年后這個裝配了國產芯的計算機“鋒利如初”，持續在國家級課題上大顯身手：近日，超算中心的高萍博士申請的青年科學基金項目順利獲批，項目“面向大規模二維材料體系的千萬核可擴展分子動力學模擬算法研究”，利用“神威·太湖之光”的強大計算能力，以期推動材料科學領域的研究。
用好計算“法寶”，增強國家“科學話語權”
“神威·太湖之光”的榮譽榜上，不僅連續四次問鼎世界超級計算機top500榜單，更有基于“神威·太湖之光”系統開發的應用“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”與“非線性地震模擬”兩次獲得世界高性能計算應用領域最高獎——“戈登·貝爾”獎。
用最好的計算機，解決最核心的問題，得到最漂亮的結果，楊廣文如此形容超算中心近200人團隊的核心工作。這個計算界的“法寶”，正為越來越多的重要項目提供支撐。在清華大學、北京師范大學的接力攻關下，利用“神威·太湖之光”實現了全球3公里高分辨率地球系統數值模擬成果，不僅全面提高我國應對極端氣候事件和自然災害的減災防災能力，還大大增強了中國在全球溫室氣體減排談判中的“科學話語權”。
超級計算機的應用圖譜中，有針對國家重大需求問題的“頂天”工作，也有促進應用的“立地”工作。風力、太陽能發電曾因為供電量不穩定而被視為“垃圾電”，借助超強算力實現更精準的預測后，重要性慢慢提升。“只有估算的準確度超過80%才能夠使新能源所發的電并入國家電網，有效節約火力發電。”楊廣文說。其實，大到燃氣輪機、船舶等重大裝備的研發，小到基因測序，都可以通過超算的算力完成——涉及的領域包含船舶工程、新材料新能源等20多個。
宏大“超算宇宙”，從算力支持轉為算力服務
超算中心內，包括周捍瓏在內的一批工程師，正在組建超算互聯網原型項目——可以將其想象為“超算宇宙”的連接器。原型項目可支持未來網絡帶寬升級和接入更多符合條件的國家級及其他各級超算中心、資源供應商與用戶單位。簡單來說，能夠有效調動有空檔期的超算資源，讓用戶基于一個平臺調用多個相隔數千公里的計算機。上述鹽城分中心將率先驗證、應用超算互聯網，未來算力網將與更多超級計算機聯動，構建龐大的“超算宇宙”。
龐大“超算宇宙”的終極目的，連接多臺計算機并肩“作戰”。正如鹽城分中心的建造目的：讓超級計算機產業化。“這臺計算機的使用是有門檻的，像遠景、商發這樣的大企業，有能力自研仿真軟件，我們可以在它們的基礎上為軟件做高性能改造，用我們的算力來‘跑’軟件，提高仿真的并行規模和效率。但不少需要算力的中小科技型企業甚至不知道如何使用超算這個工具。”周捍瓏說。
算力真正“下沉”的前提是超算與企業合作的思路從“硬件端”轉向“服務端”。“我們針對特定行業、特定場景開發了多款定制app，就像一個計算公式，用戶只要輸入參數就可以基于超算強大算力完成工業仿真。”周捍瓏說。鹽城分中心試水成功之后，超算互聯網將聯動來自北京、廣東等多地的超級計算機，為制造業升級轉型提供重大利好。