中國時隔九年重返世界第一，美國醒過神來，追不上了！

6月23日，全球超級計算機TOP500榜單更新，美國科技界最不想看到的一幕出現(xiàn)了。來自中國深圳的靈晟（LineShine）超級計算機首次上榜，直接沖到世界排名第一，把霸榜時間長達一年半的美國El Capitan超級計算機給擠了下去。

在全球超級計算機領域，這不是一場普通的跑分比賽。它是在美國連續(xù)多年收緊對華芯片出口管制之后，中國全面依靠國產體系制造的超級計算機。事實證明，無論是高性能處理器、高速互連網絡、國產操作系統(tǒng)，還是把上千萬個計算核心組織成一個整體的工程集成能力，中國都已經實現(xiàn)了全面突破。

超級計算機是一種面向重大科研、復雜工程和國家戰(zhàn)略任務的大規(guī)模高性能計算系統(tǒng)。如果說一臺家用計算機是一只螞蟻，那么超級計算機就可以看作一頭大象，可以完成幾億億只螞蟻才能共同完成的任務。它通過海量計算核心、高速互連網絡、超大規(guī)模存儲系統(tǒng)和專門的軟件平臺，把極其復雜的物理過程、工程結構、材料變化和數據模型轉化為可計算的問題，并在短時間內完成大規(guī)模并行運算。

超級計算機的TOP500榜單，是全球超級計算機領域最重要的公開排名之一。它就相當于超算領域的性能跑分，按照超級計算機在統(tǒng)一測試中的實測計算性能排序，列出全球性能最強的500套超算系統(tǒng)，每年發(fā)布兩次。和普通電子設備不同的是，TOP500不是一個商業(yè)宣傳榜，而是觀察一個國家超級計算能力、科研基礎設施和高端制造底座的重要窗口。

靈晟是中國第四臺、第12次登上TOP500全球第一的超級計算機。到目前為止，中國在TOP500共有126套系統(tǒng)，僅次于美國的171套。中國現(xiàn)在已經形成了天津“天河”、廣州“天河二號”、無錫“神威·太湖之光”、長沙“天河新一代”、濟南“神威”系列、鄭州“嵩山”、西安“秦嶺”等一大批國家級超算系統(tǒng)。

深圳靈晟還有一個最特別的地方，就是它走的是一條特別硬的路線：它是榜單上第一臺只用CPU、不用GPU的超級計算機。

現(xiàn)在的超級計算機設計路線，往往會依賴GPU加速，尤其是利用美國英偉達這類高端芯片。美國在高端GPU領域對中國進行限制，就是妄圖封死中國發(fā)展先進計算能力的可能性。

那么，沒有英偉達的GPU，中國到底還行不行呢？靈晟的設計者們給出了答案——僅僅依靠中國定制處理器、國產互連系統(tǒng)、國產操作系統(tǒng)和整套軟件平臺，他們硬是實現(xiàn)了每秒超過200億億次雙精度浮點計算性能。它展示的不是一塊芯片的勝利，而是中國高性能計算從硬件到軟件、從系統(tǒng)到應用的一整套國產能力。

靈晟使用的是中國定制的LingKun平臺，核心處理器是LX2，每顆處理器有304個核心，整臺機器總核心數達到1378萬多個。它運行的麒麟操作系統(tǒng)，則負責管理整臺機器的運行、調度和穩(wěn)定性。

在測評中，靈晟的速度達到了美國El Capitan超級計算機的1.22倍，可謂是遙遙領先。

靈晟的開發(fā)團隊屬于國家超級計算深圳中心。中心主任盧宇彤是中國自己培養(yǎng)的科學家，她出生于1969年，畢業(yè)于國防科技大學計算機學院，從本科畢業(yè)設計開始接觸“銀河二號”，之后一路參與中國超算從跟隨、追趕到超越的過程。團隊成員則來自清華大學、中山大學、中國藥科大學、中國石油東方地球物理公司等單位。

中國超級計算機事業(yè)起步于20世紀70年代末，標志性成果是1983年國防科技大學研制成功“銀河-I”巨型計算機。多年來，中國超級計算機深深嵌入國家經濟建設和科技進步之中，服務于能源開發(fā)、高端制造、航空航天、生命科學、新材料研發(fā)和重大工程，成為中國現(xiàn)代化產業(yè)體系背后的重要支撐力量。

2009年建成的“天河一號”累計支持國家重大項目1600余項，包括石油資源開發(fā)、裝備制造、生物醫(yī)藥等多個行業(yè)；

2016年建成的“神威·太湖之光”支撐了134家機構在航空航天、天氣氣候、生物信息、材料科學、船舶工程等領域的研發(fā)應用，并以大氣動力學模擬獲得2016年“戈登·貝爾獎”；

我國的C919大飛機空氣動力學模擬仿真、復興號高鐵頭型研發(fā)等國家重點項目，都離不開國產超級計算機的功勞。

可以說，作為世界第一制造業(yè)大國，中國離不開高性能超級計算機的運用。中國超算是在中國制造業(yè)不斷升級的過程中成長起來的，同時又成為了中國工業(yè)競爭力持續(xù)增強的重要基礎。

依靠超級計算機，石油和天然氣勘探就能擺脫盲目打井的傳統(tǒng)方式，通過聲波在不同巖層中的反射、折射和傳播變化，推測地下結構，判斷哪里可能有油氣，哪里的儲層更有價值。

借助超級計算機，大國可以模擬核武器和相關裝置在極端條件下的狀態(tài)，把這些過程轉化為龐大的物理模型，在數字世界里反復推演，在不能進行真實試驗的情況下，掌握核力量的安全底數。

通過超級計算機，工程師在研發(fā)芯片時可以提前模擬電路運行、材料特性、散熱路徑和制造工藝風險，從而發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化設計、減少試錯。

超級計算機和AI數據中心相比，有著很大的不同。

超級計算機不是聊天機器人，不是解悶小伙伴，它就像現(xiàn)代工業(yè)和科研體系的“重型發(fā)動機”，重點解決的是復雜仿真和科學計算問題。它的重點是制造業(yè)、能源資源、航空航天、國防安全、基礎科研、新材料、生物醫(yī)藥、芯片研發(fā)和重大工程，是關系到一個國家工業(yè)能力、科研能力和戰(zhàn)略能力的硬問題。

超級計算機是一個巨人，它能夠擔當起中國制造的脊梁。

靈晟超算就是這個行列中最新的一員。對于中國超算的未來，我們充滿期待！

圖源：AI