“天河”超算：引領(lǐng)圖計算能效的全球先鋒

作者王芷婷 段躍初

在超級計算機的激烈競賽舞臺上，湖南大學(xué)國家超級計算長沙中心的“天河”超級計算機近期大放異彩。依據(jù) 2024 年 11 月新鮮出爐的 Graph 500 全球排名，“天河”超級計算機憑借卓越的性能功耗比，在 Small Data Green Graph500（小數(shù)據(jù)圖計算能效）全球榜單中榮登榜首，這一成果宛如一顆璀璨星辰，照亮了全球超算領(lǐng)域的天空，也彰顯了我國在超級計算技術(shù)前沿探索中的強大實力。

Graph 500 作為國際上評定超級計算機圖計算性能與性能功耗比的權(quán)威榜單，其地位舉足輕重。超算長沙中心此次沖擊榜單的測試項目，是由湖南大學(xué)副校長、超算長沙中心主任李肯立教授團隊與國防科技大學(xué)甘新標(biāo)副研究員帶領(lǐng)的圖計算課題組攜手完成的一項壯舉。這一合作匯聚了高校與科研機構(gòu)的頂尖智慧，為“天河”超算在圖計算能效領(lǐng)域的突破奠定了堅實基礎(chǔ)。

李肯立教授介紹，其團隊的科研人員在幕后付出了巨大努力，他們精心雕琢了一系列面向“天河”超級計算機國產(chǎn)處理器的創(chuàng)新算法關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)猶如精密的齒輪，相互配合，驅(qū)動著 TianheGraph（圖計算優(yōu)化系統(tǒng)）成功在“天河”超級計算機系統(tǒng)中穩(wěn)定運行。在這些創(chuàng)新應(yīng)用與算法的強力“加持”下，“天河”超級計算機最終以 22301.67 MTEPS/W 的性能功耗比摘得桂冠。值得一提的是，此次用于“打榜”的創(chuàng)新技術(shù)并非僅僅局限于實驗室的理論成果，它們已經(jīng)在多個實際領(lǐng)域中嶄露頭角，例如在無人機配送路徑規(guī)劃方面，助力無人機更加智能、高效地規(guī)劃配送路線，減少能源消耗與配送時間；在藥物篩選領(lǐng)域，加速對海量藥物分子數(shù)據(jù)的分析處理，為新藥研發(fā)按下“快進鍵”；在城市微尺度風(fēng)場仿真領(lǐng)域，為城市規(guī)劃與建筑設(shè)計提供精準(zhǔn)的風(fēng)場數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化城市空間布局與建筑結(jié)構(gòu)。

甘新標(biāo)副研究員進一步闡釋，性能功耗比 MTEPS/W（每瓦特每秒百萬次操作）作為衡量超級計算機在圖計算中性能與能耗效率的核心指標(biāo)，“天河”超級計算機此次奪冠意義非凡。它充分證明了國產(chǎn)“天河”超算不僅擁有強大的計算性能，更具備經(jīng)濟實用與節(jié)能高效的突出優(yōu)勢。這一成果也有力地驗證了研發(fā)團隊精心打造的天圖軟件系統(tǒng)的卓越性，該系統(tǒng)能夠巧妙地挖掘超級計算機的圖處理潛能，使其在處理復(fù)雜圖數(shù)據(jù)時猶如一位智慧的大師，游刃有余地應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。

超算長沙中心的專家深入解讀圖計算時指出，圖計算以獨特的“點”“邊”“圖”數(shù)據(jù)模型來表達和解決問題，它能夠?qū)哂袕?fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的數(shù)據(jù)進行分布式存儲與處理。在當(dāng)今科技浪潮中，運用超級計算機開展圖計算就像是為人工智能、機器學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等前沿領(lǐng)域注入了強大動力。在醫(yī)療領(lǐng)域，圖計算可用于分析疾病基因圖譜，助力精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展；在教育領(lǐng)域，能夠構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)模型，為學(xué)生提供定制化的學(xué)習(xí)路徑；在金融領(lǐng)域，可用于風(fēng)險評估與投資策略分析，幫助金融機構(gòu)在復(fù)雜多變的市場環(huán)境中穩(wěn)健前行?？梢哉f，圖計算是超級計算機服務(wù)國計民生的重要且熱門途徑，而“天河”超算在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，無疑為我國在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支撐。

從更宏觀的視角來看，“天河”超算此次榮獲 Graph 500 小數(shù)據(jù)圖計算能效世界第一的殊榮具有多方面的重要意義。在全球科技競爭日益激烈的當(dāng)下，超級計算機作為一個國家科技實力的重要象征，“天河”的成功意味著我國在超算領(lǐng)域的研發(fā)創(chuàng)新能力得到了國際權(quán)威認可。這不僅提升了我國在全球超算領(lǐng)域的話語權(quán)，更為我國吸引更多國際科研合作項目打開了大門，促進國內(nèi)外科研團隊在超算相關(guān)的前沿科學(xué)研究中攜手共進。對于國內(nèi)而言，這一成果將激勵更多科研人員投身于超級計算技術(shù)的研究與創(chuàng)新，形成良好的科研創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，加速我國在人工智能、大數(shù)據(jù)處理、生命科學(xué)等眾多依賴超算技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展步伐，推動我國整體科技水平向更高層次邁進，為實現(xiàn)科技強國的偉大目標(biāo)增添濃墨重彩的一筆。

正如專家們所共識的那樣，“天河”超算此次的成就只是一個新的起點。在未來，隨著技術(shù)的不斷演進與創(chuàng)新，超級計算機將在更多未知領(lǐng)域發(fā)揮不可替代的作用，而“天河”超算也必將繼續(xù)砥礪前行，引領(lǐng)我國乃至全球超級計算技術(shù)走向更加輝煌的未來。