自2013年6月起成为 寰球最快的超级计算机，天河二号的霸主位置就没有被 波动过 。

2014年6月23日，国际TOP500组织发布 寰球超级计算机500强排行榜最新榜单，天河二号以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度延续第三次 获得冠军 。(注：榜单每半年发布一次)

延续三次 获得 寰球超计算机冠军，让外界关于这台 宏大的超级计算机产生了 浓郁的兴趣 。他们迫切了解这台超级计算机的研发和 利用现状 。

天河二号诞生

天河二号是国家科技部“十二五”863重大 名目立项研制的 名目，国防科技大学牵头进行了研发工作 。近300人的研发团队从2011年开始，历时两年多才研制 实现 。

在天河二号之前，国防科技大学的团队曾在2010年研制出了天河一号，并首次让中国超级计算机占到了世界冠军的领奖台上 。

然而，仅仅过了不到8个月，日本一台名为“京”的超级计算机就将天河一号挤下冠军台 。之后，美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机也先后坐上世界第一的交椅，天河一号排名滑落至第8名 。

实际上，当外界还 夸赞天河一号夺得世界第一时，天河二号的开发工作已经 悄悄铺开 。2013年6月， 通过280多人长达2年多的潜心研发，天河二号正式研制 顺利，并很快夺回超级计算机冠军的宝座 。至今，天河二号已经延续3次成为 寰球最快的超级计算机 。

“上学的时候，最烦的和最 骄傲的 事件便是学校停电！”毕业于国防科技大学的穆童每每回顾起校园生活时都会这样说到，“学校里的那个‘ 硕大无朋’一旦全速 运行，全校就会停电，无论你在看电视、打电脑游戏，都需求 承受这一事实，就连校长也不例外！”

穆童所指的 硕大无朋便是天河二号，一台运算 威力惊人的超级计算机 。穆童还清晰地记得，那两年里，为了保障天河二号的研发工作，该校的校党委还专门下发过 告诉，号召全校师生一同节约用电 。

”在长沙30多度的夏天里，国防科技大学的校长、院长还有学生们要响应号召，关掉空调等大功率的电器，换上电风扇 。”回顾这个场景时，穆童的脸上闪过一次得意之情 。

如今，国防科技大学的新生们再也体味不到这种“停电”带来的 骄傲了，由于天河二号已经从长沙的国防科技大学搬迁到广州超级计算 核心 。而随着专线电源的提供， 将来天河N号的研发可能再也不会让全校的师生们 忍耐长沙的酷暑了 。

天河二号 可以做什么

天河二号历时两年多研制 实现，耗资上亿美元 。如此巨额的投资，最后固然是为了服务国家经济建设，而非只不过标榜国家在超级计算机领域的 威力已经达到 怎么的高度 。

除了助力探月工程、载人航天等政府科研 名目外，天河二号当前已经逐步 利用于民用领域， 比方石油勘探、汽车飞机的设计创造、基因测序等 。

在“天河二号”一排排高大的黑色机柜里，一共装有32000颗主CPU和48000个协 解决器，共300多万个计算核心 。 占有如此多的计算核心让它的运算速度也十分惊人 。

据测算，天河二号的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次，而 延续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次 。 假如每人每秒钟进行一次运算，“天河二号”运算一小时，相当于13亿人同时用计算器算上1000年 。

据专家介绍，传统 目的研发新车，普通要 通过上百次碰撞 试验、历时两年多 威力 实现，而利用天河二号进行 模仿， 惟独3到5次实车碰撞、两个月即可实现 。

此外，天河二号还可 利用于产业，现在通过超级计算机制作动漫和3D电影已经成为潮流 。电影《阿凡达》动漫渲染制作耗时一年多 实现 。假如用天河二号，仅用1个月就可制作出与《阿凡达》动染 动机相当的影片 。

中国商用飞机设计有限公司北京探究 核心利用约2.4万CPU核 发展了大型民机全参数气动优化设计，在天河二号计算6天， 实现了其 本身计算平台约需2年的工作量，极大地 普及了优化工作效率 。

华大基因互联网 支撑与进展 核心负责人说，天河二号 存在 壮大的计算 威力，以500人规模的全基因组信息关联性 综合为例，华大基因利用原有计算机需1年 工夫，利用天河二号 惟独3个小时 。华大基因是天河一号和天河二号的大商业客户 。

据该负责人 示意，华大基因 使用的生物信息软件能迅速在天河二号上运行，不需求再另外进行编程；同时天河二号 壮大的计算 威力， 可以 快捷满足华大基因海量基因数据 综合所需的计算资源， 节俭大量 综合 工夫 。

截止当前，国家超算广州 核心的天河二号在短短几个月的运行中为120多家消费者提供了300多项典型 利用计算 。

更为主要的是，天河二号这样的技术实际上 可以进行复制 。据天河二号主任设计师卢宇彤 泄漏，天河一号和天河二号的技术 可以用在规模小丝毫，消费者 可以定制的“小天河”超级计算机上 。“2010年，天河一号研制 顺利以后，实际上到2012年，‘小天河’这样的系统已经推广了11套 。”

早在2013年9月，天河二号方才第一次拿下 寰球最快超级计算机的名号时，新浪科技曾采访过卢宇彤，只不过当时外界关于天河二号的关注度远没有今日高 。

能耗难题：天河二号年耗电上亿元

从当前天河二号来看，计算节点的能耗约为18兆瓦，再外加散热系统的整体能耗在20兆瓦以上 。假如 畸形运行，天河二号每年的电费就会超过1亿元，年耗电量约为2亿度 。

关于外界对天河二号的耗电量高的质疑，中科院计算所计算机体系 构造国家重点 试验室探究员张云泉 示意， 固然当前天河二号的能耗绝对值很高，然而外界应该看到它的性能也高 。

张云泉的意思是说，外界也应该 留神到这丝毫：天河二号在单位耗能内实现的计算速度更快 。

当前天河二号的的运算能耗比约为1.90千万亿次/秒兆瓦，落后于计算 威力排名第二、第三的“泰坦”和“红杉”，然而远高于排名第四位的日本“京”的 0.83千万亿次/秒兆瓦，也高于排名第五的“米拉”的0.92千万亿次/秒兆瓦 。

“泰坦”和“红杉”的运算能耗比分别是1.95千万亿次/秒兆瓦和2.17千万亿次/秒兆瓦，运算能耗比略高于天河二号 。

现如今，天河二号作为世界排名第一的超级计算机，其 实际峰值性能超过了5亿亿次/秒，然而 间隔 将来将要实现的100亿亿次/秒 指标依旧有着不小的差距 。

当前天河二号 占有1万多个计算节点， 将来 方案将节点数量添加到3万甚至5万个 。但随着节点数量的 晋升，在治理和能耗方面的问题也将彻底凸显出来 。

“假如按现在的趋向这样添加下去，100亿亿次/秒的超算系统功耗将达到400兆瓦， 确定是 无奈 承受的 。”张云泉告诉新浪科技，国际上公认的100亿亿次/秒的超算 标准是，功耗必须操纵在20兆瓦内 。

“实际上，这就要求 将来的超算系统 可以进行体系 构造，硬件、软件和制冷等多方面的创新 。” 张云泉说 。

超算的难题： 利用软件缺失

计算 威力的不停 普及是一个主要的课题，但将超级计算机 利用起来显然 意思更大 。

中国已经延续四届拿下超级计算机的桂冠，但依据国际TOP500组织今年6月发布的最新 寰球超级计算机500强排行榜，美国 依旧是 占有超级计算机最多的国家 。

在500强名单中占领233席；中国有76个超级计算机进入最新的500强榜单，位居世界第二 。第三位至第六位，分别是日本、英国、法国和德国 。

当前，我国国家级超算 核心主要有天津 核心、济南 核心、长沙 核心、深圳 核心以及广州超算 核心 。这些超算 核心负担了超算推广与 利用的 使命 。

据行业人士介绍，按运行 工夫看，国内超算 核心的资源利用率 广泛都在70%以上，有的甚至超过80% 。相比之下，国外超算 核心的利用率 广泛在60%左右 。不过，受限于软件开发和 利用 支撑，国内超级计算机运行时的资源利用率低下 。

上海超算 核心主任奚自立在2012年 承受新浪科技采访时曾 示意，上海超算 核心 占有200万亿次计算 威力，然而惟独20-30%运算 使命 可以 扩大到10万亿次，有20-30%的计算 使命 可以利用的计算力低于2万亿次 。众多计算资源由于 利用的问题实际上用不到，造成 定然的 浪费 。

关于 利用落后的问题，国家863 方案“高性能计算机及其核心软件”重大专项总体组组长钱德沛 传授曾指出，这主要有三个缘由：第一、中国 发展超级计算机业务的 工夫还很短；第二，超级计算人才不足；第三，中国软件进展体制存在问题，由于盗版等因素没人情愿进行大型 利用开发 。

据他当时 泄漏，“十一五”期间国家在超级计算机 名目上投资了9.4亿元，然而真正用于 利用开发的费用还不到1亿元 。“ 利用瓶颈是一个过程问题， 将来这个问题还会长 工夫存在 。”

浪潮 集团高性能服务器产品部总经理刘军认为，国内超级计算机进展速度超过 利用和人才方面的成长速度，招致超级计算机硬件与 利用软件中间浮现了很大的鸿沟 。而正是这种鸿沟的存在，让国内企业和机构更加有紧迫感去 造就人次和开发超级计算机的 利用 。‍