新華社天津７月２６日電 題：國(guó)產(chǎn)百億億次超算技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破 “天河三號(hào)”Ｅ級(jí)原型機(jī)完成研制部署
新華社記者楊維成、毛振華
近日從位于天津?yàn)I海新區(qū)旗下開(kāi)發(fā)區(qū)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心傳來(lái)消息，我國(guó)自主研發(fā)的新一代百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)——“天河三號(hào)”Ｅ級(jí)原型機(jī)完成研制部署，并順利通過(guò)分項(xiàng)驗(yàn)收。該原型機(jī)系統(tǒng)采用了三種國(guó)產(chǎn)自主高性能計(jì)算和通信芯片。在此基礎(chǔ)上，“天河三號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)于２０２０年研制成功。
持續(xù)攻堅(jiān)再攀新高峰
“超級(jí)計(jì)算機(jī)已成為一個(gè)國(guó)家信息技術(shù)創(chuàng)新的核心驅(qū)動(dòng)，國(guó)家綜合國(guó)力提升的強(qiáng)大支撐，以及快速發(fā)展高端信息技術(shù)的牛鼻子。”國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心主任劉光明表示。
百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)也就是Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。當(dāng)前，新一代百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃是國(guó)際上高端信息技術(shù)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。美國(guó)和日本均已提出Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制計(jì)劃，擬在２０２０年或之后完成研制。
我國(guó)超算問(wèn)鼎世界桂冠是從部署在國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心的“天河一號(hào)”起步。一路走來(lái)，先后有“天河二號(hào)”和“神威·太湖之光”等傳承和發(fā)展。面對(duì)超算發(fā)展新趨勢(shì)，２０１６年，科技部結(jié)合“十三五”發(fā)展規(guī)劃，通過(guò)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持，開(kāi)始分兩期啟動(dòng)我國(guó)Ｅ級(jí)計(jì)算機(jī)研制計(jì)劃。第一期主要為“Ｅ級(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)”研究，安排了三個(gè)Ｅ級(jí)原型樣機(jī)的研制，第二期為具體研制Ｅ級(jí)計(jì)算機(jī)。
國(guó)防科技大學(xué)和國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心等團(tuán)隊(duì)合作承擔(dān)了“天河三號(hào)Ｅ級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”研制項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)兩年多的持續(xù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和突破，原型系統(tǒng)研制成功，并在國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心部署完成，７月２２日順利通過(guò)科技部高技術(shù)中心組織的分項(xiàng)課題驗(yàn)收，隨后將逐步進(jìn)入開(kāi)放應(yīng)用階段。
創(chuàng)新為先實(shí)現(xiàn)自主可控
相比上一代超級(jí)計(jì)算機(jī)，“天河三號(hào)”是一個(gè)劃時(shí)代的先進(jìn)技術(shù)作品。它實(shí)現(xiàn)了豐富的技術(shù)創(chuàng)新，這在原型機(jī)上已經(jīng)得到淋漓盡致的體現(xiàn)。
“幾十年的積累和不斷的技術(shù)創(chuàng)新，在‘天河’超級(jí)計(jì)算機(jī)核心關(guān)鍵技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了整體自主可控。”劉光明說(shuō)，在“天河三號(hào)Ｅ級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”項(xiàng)目實(shí)施中，團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)了三款芯片：“邁創(chuàng)”眾核處理器（Ｍａｔｒｉｘ－２０００＋），高速互連控制器，互連接口控制器；設(shè)計(jì)了四類計(jì)算、存儲(chǔ)和服務(wù)結(jié)點(diǎn)，十余種印制電路板；設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了新型的計(jì)算處理、高速互連、并行存儲(chǔ)、服務(wù)處理、監(jiān)控診斷、基礎(chǔ)架構(gòu)等硬件分系統(tǒng)，以及系統(tǒng)操作、并行開(kāi)發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)。
依托于全面技術(shù)創(chuàng)新，“天河三號(hào)Ｅ級(jí)原型機(jī)系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)了可適應(yīng)科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理多應(yīng)用需求的柔性體系結(jié)構(gòu)，突破了計(jì)算訪存通信三方平衡的高性能計(jì)算結(jié)點(diǎn)技術(shù)，可支持十萬(wàn)結(jié)點(diǎn)規(guī)模的高速互連和光電混合高速信號(hào)傳輸技術(shù)，高效靶向散熱冷卻技術(shù)，用戶透明的高性能計(jì)算環(huán)境軟件支撐等技術(shù)。
在原型機(jī)上關(guān)鍵技術(shù)的突破，支撐了“天河三號(hào)”百億億次整機(jī)系統(tǒng)研制全面計(jì)算、訪存、通信性能平衡的設(shè)計(jì)方案。未來(lái)，“天河三號(hào)”將對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的計(jì)算、互連通信核心芯片再進(jìn)行全面升級(jí)，進(jìn)一步完善可支持艾字節(jié)（ＥＢ）級(jí)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的層次式存儲(chǔ)系統(tǒng)，優(yōu)化適用高性能計(jì)算和高效大數(shù)據(jù)處理的柔性體系結(jié)構(gòu)。利用２到３年的時(shí)間，預(yù)計(jì)在２０２０年左右，打造出全自主的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的新一代“天河三號(hào)”Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。屆時(shí)，其運(yùn)算能力將比“天河一號(hào)”提高２００倍，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
應(yīng)用驅(qū)動(dòng)諸多領(lǐng)域發(fā)展
在劉光明看來(lái)，性能卓越的國(guó)產(chǎn)新一代超算“既好看又中用”。它將有助于解決我國(guó)高性能計(jì)算能力問(wèn)題，為解決我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研究等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問(wèn)題提供不可替代的重要技術(shù)手段。同時(shí)可直接提高科研院所的科技創(chuàng)新能力，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。
“國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心是國(guó)際上首個(gè)依靠高技術(shù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)收支平衡的超算中心。”國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心應(yīng)用研發(fā)部部長(zhǎng)孟祥飛介紹，中心使用的“天河一號(hào)”已經(jīng)是世界上獲得最廣泛應(yīng)用的超級(jí)計(jì)算機(jī)，每天運(yùn)行的計(jì)算任務(wù)超過(guò)１４００個(gè)，用戶涵蓋油氣勘探、高端裝備制造、藥物研發(fā)、霧霾預(yù)警預(yù)報(bào)等領(lǐng)域的重點(diǎn)科研、企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)近１６００家。
“天河一號(hào)”累計(jì)支持國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等重大項(xiàng)目超過(guò)１３００項(xiàng)，涉及經(jīng)費(fèi)超過(guò)２０億元，取得國(guó)家級(jí)、省部級(jí)等重要獎(jiǎng)勵(lì)成果及出版成果超過(guò)２０００項(xiàng)。通過(guò)先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、先進(jìn)工藝優(yōu)化、先進(jìn)材料研發(fā)等，為企業(yè)年均新增經(jīng)濟(jì)效益超過(guò)３０億元。
孟祥飛說(shuō)，未來(lái)，國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心將依托“天河三號(hào)”，構(gòu)建超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能深度融合的高性能計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，將在長(zhǎng)效高分辨率氣候氣象預(yù)報(bào)、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、腦科學(xué)與基因工程等一系列超大規(guī)模計(jì)算與模擬，以及涉及國(guó)計(jì)民生、信息安全的政務(wù)數(shù)據(jù)、醫(yī)療衛(wèi)生、基因健康等大數(shù)據(jù)分析處理領(lǐng)域，發(fā)揮支撐和平臺(tái)作用。
該中心還將進(jìn)一步引領(lǐng)天津智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，以“京津冀大數(shù)據(jù)協(xié)同處理中心”等為載體，對(duì)接雄安新區(qū)，全面服務(wù)京津冀協(xié)同創(chuàng)新，成為京津冀區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展的重要引擎。
軟件基于AutoCAD平臺(tái)的智能化、特征化、參數(shù)化、專業(yè)化、 用戶化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化軟件。
個(gè)人感覺(jué)比較實(shí)用的功能：
圖紙?jiān)O(shè)置 ●在同一個(gè)對(duì)話框中設(shè)置圖幅、裝訂線、分區(qū)、對(duì)中符號(hào)、比例、標(biāo)題欄、附加欄等，圖層、顏色、線型、標(biāo)注比例統(tǒng)一，符合國(guó)標(biāo)，切換方便。軟件自動(dòng)維護(hù)圖紙比例，用戶無(wú)須進(jìn)行繁瑣的比例換算，尤其是在繪圖進(jìn)程中改變比例時(shí)，TH-PCCAD會(huì)自動(dòng)更新相關(guān)設(shè)置，在這一點(diǎn)上PCCAD領(lǐng)先于同類軟件，確保了工程技術(shù)人員專注于產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)工作，充分發(fā)揮了微機(jī)的計(jì)算優(yōu)勢(shì)。
●繪圖工具：切線、角分線、放射線、中心線、 波浪線、精確矩形等。可全面提高繪圖速度，給人以面貌一新的感覺(jué)，使 PCCAD軟件繪圖速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)地領(lǐng)先于同類軟件。
●構(gòu)造工具：截交、動(dòng)態(tài)延伸、工藝特征生成方便快捷，一個(gè)工藝特征生成命令即可完成16種可再編輯的常用的零件結(jié)構(gòu)特征；生成的工藝特征可以隨時(shí)進(jìn)行直觀的再編輯，構(gòu)成了PCCAD的又一特色。
●視圖創(chuàng)建：主視圖生成后，可自動(dòng)生成正交視圖、剖視圖、方向視圖的輔助視圖，并自動(dòng)生成標(biāo)記符號(hào)，使得視圖創(chuàng)建工作輕松、快捷。
●局部放大：將某一圖形的局部，自動(dòng)放大到所需的比例，生成局部放大視圖，無(wú)需重畫。
●智能標(biāo)注、尺寸標(biāo)注、尺寸公差、形位公差、粗糙度、倒角標(biāo)注、圓孔標(biāo)記、焊接符號(hào)、引線標(biāo)注、基準(zhǔn)符號(hào)、視圖標(biāo)記等，尤其是“智能標(biāo)注”，只須一個(gè)命令，即可自動(dòng)識(shí)別直線、圓、圓弧、角度等，加上相應(yīng)的符號(hào)，完成90%的尺寸標(biāo)注工作，并且所有標(biāo)注均可方便地編輯；
●國(guó)標(biāo)公差庫(kù)，可自動(dòng)檢索并優(yōu)選公差值，具有自動(dòng)找基點(diǎn)、自動(dòng)垂直等智能功能, 無(wú)需再翻手冊(cè)。
●國(guó)標(biāo)符號(hào)庫(kù)：儀器儀表符號(hào)、電器符號(hào)、液壓符號(hào)、運(yùn)動(dòng)符號(hào)等，所有國(guó)標(biāo)符號(hào)極易查找，只須輕輕一按，就可快速調(diào)出；
●標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)：螺母、螺栓、螺柱、螺釘、銷釘、鉚釘、墊圈、擋圈、密封圈、軸承、型材(鋼)等，標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)視圖齊全，均為參數(shù)化圖庫(kù)，只須點(diǎn)中尺寸參數(shù)，即可得到所需零件，節(jié)省大量重復(fù)勞動(dòng)，節(jié)約大量時(shí)間，集中體現(xiàn)了CAD系統(tǒng)的優(yōu)越性。
●特征設(shè)計(jì)和特征庫(kù) PCCAD系統(tǒng)針對(duì)常用的孔、孔陣、中心孔、軸等建立了特征庫(kù)，便于用戶進(jìn)行特征設(shè)計(jì)，技術(shù)人員無(wú)須“一筆一筆”去畫，只須輸入相應(yīng)參數(shù)，瞬間即可自動(dòng)生成圖形，尤其是軸的設(shè)計(jì)生成器，支持圓柱、圓錐、螺紋、鍵、孔等的設(shè)計(jì)，完全面向?qū)ο螅庇^顯示各個(gè)軸段，所見(jiàn)即所得。特征設(shè)計(jì)模塊真正體現(xiàn)了CAD的“設(shè)計(jì)”功能，是微機(jī)二維CAD系統(tǒng)軟件的發(fā)展方向，因此，特征設(shè)計(jì)是PCCAD系統(tǒng)最重要的特點(diǎn)之一，也是PCCAD軟件領(lǐng)先同類軟件的一個(gè)重要原因。
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