超级计算机，是国家科技的“运算大脑”，它能使得国家站在信息领域的战略制高点，在军队、国防、航天等国家级领域占据极重要的分量。

2016年，一个颇具江湖气息的名字引爆了世界超级计算机界，它就是中国的神威·太湖之光。在国际性的性能测试当中，太湖之光达到了每秒平均9.3亿亿次的计算速度，峰值运算速度更是可达到每秒12.5亿亿次，1后面的17个0，打败了霸榜3年的中国“天河二号”，成为当时世界上最快的超级计算机。直到如今，它也是世界排名前四的，最先进的超级计算机之一。

很多人都对此有疑问：都说我国的芯片技术不如人，那太湖之光是怎么造出来的？用的是国产芯片吗？而且，你们每天说超级计算机怎么厉害，但它到底能做什么？

现在，我们就来顺着“天河二号”和“太湖之光”的进步轨迹，来看看中国超算的“逆袭史”。

太湖之光的芯片是国产的吗？

对于一台超级计算机来说，其最重要的部分自然就是芯片了，当然，这里用处理器——CPU来说要更恰当一些。

“天河二号”作为曾经的世界超算冠军，使用的却是美国英特尔公司供给的芯片。虽说在尖端领域科技无国界，可超级计算机是涉及到一个国家的国防、军事、航天领域，这样的国之重器，中央处理器却是外国的，很容易被卡住脖子。

果不其然，2015年4月美国以“中国超算涉嫌用于核爆实验”为由，宣布制裁中国的四家超算中心和国防科技大学，英特尔也不再能向中国出口计算芯片。

美国以为这样就能制约中国超级计算机的发展，谁料仅仅过了一年，神威·太湖之光就横空出世——它使用的是江南计算技术研究所开发的申威处理器，从头到尾都是有自主知识产权的国产芯片。

中国自然不可能是一年就拿出那么强的芯片的，只能说它是发展多年，聚中国的运气、技术和决心为一体的产物。

在上世纪，一家名叫DEC的美国公司创造了一款名为Alpha的明星处理器，它的性能和当时的英特尔、AMD等高科技公司制造的处理器差不多，但胜在思想非常超前，有着像是EV7总线、超线程、多核心等创新思路。

然而好景不长，DEC在变动中破产，被康柏公司收购，这款芯片也已经过了专利期，不再受到保护。这时，中国展现出惊人的远见，率先出重金买下这款处理器，既买下了先进的技术思想，还不用担心授权到期。

这还没完，中国在拿到Alpha之后，很长一段时间都默默无闻，就当世界以为这款曾经的明星处理器就要在中国手里价值泯灭的时候，江南所在2006年拿出了最初的申威1。

申威1是以Alpha为架构研制出的中国第一款自主微结构处理器，是个130纳米的单核心CPU，集成5700万晶体管，主频达到了900兆赫。

两年后，江南所又交出了申威2，申威2虽然依然是130纳米，却变成了双核CPU，主频达到了1.4千兆赫兹，是申威1的约1.5倍，而且，它已经完全脱离了Alpha的架构，是申威1和Alpha的集大成者，是中国真正的自主超算芯片。

又是一个两年后，申威这时候的芯片已经达到16核了，除了在工艺上是65纳米，还略微落后于英特尔的32纳米，但超级计算机最需要的性能功耗比和双精度浮点能力，已经超越了英特尔的同期水平。

同时，中国也成为了美国、日本之后第三个有能力研制自主CPU，从而构建千万亿次超级计算机的国家，在其中，申威功不可没。

之后，申威的芯片越做越好，直到在2016年达到世界顶端，彻底终结了我国以前超算芯片长期依赖进口的局面，追上了我国和美国在超算领域的差距。

需要明确的是，超算的芯片不同于通用芯片，并非越小越好，而是要比拼极端的计算能力。而且，我国现在已经能掌握14纳米的芯片制造工艺，制造65纳米的太湖·神威之光CPU自然是不在话下。

超级计算机能用来做什么？

当然，芯片强大的运算能力，最终都是要落实在计算机的性能上的。超级计算机相较普通计算机有什么不同？能用来做什么？

虽然中国专家说过超级计算机可以拿来打游戏，可是这未免也太大材小用——超级计算机讲究的是算力高，质量好。

比如之前美国担心的“核模拟实验”，就是要用超级计算机来计算的。核反应是一个复杂的链式反应，原子行为呈现出指数级的关系，数字越大，上限增长得越快，也可以说是一种接近“无限”的计算。

别说人力，普通的计算机也不能负载这种大型的计算，就算能负载，速度也未必达得到要求。因此，超算就在这时候出场了，用自己超常的计算能力，得出核弹设计是否可用的结论。

除了核模拟，我国要研制自主大飞机，比如C919，也离不开超级计算机。超级计算机不仅可以进行风洞模拟实验，还可以对实际的实验数据进行快速分析，从而辅助我国飞机的开发。

除此之外，超算还常用于对气候的预测。

不知各位有没有发现，我国最近几年的台风预警变得越来越准确了，这不仅仅是卫星的功劳，而也有超级计算机将气象卫星得出的数据，经过精密、快速的计算而得出路径，从而告知民众提前避险。

用计算机预测云团走向，图来自北京大学科学可视化系统

天气预报，最讲究的就是“及时性”，早一天是有用信息，晚一天就完全变成了废纸一张，这里正是超算大显身手的舞台。

再往现在来说，我国新冠疫苗研制的速度，和超级计算机也是密不可分的。疫苗需要进行基因测序，也就是从血液或者唾液中分析并测定基因的全序列。

人体共有3到3.5万个基因，而这些基因又能拆出31亿以上的碱基对，这些碱基对以不同的顺序排列，构成了不同的基因。而超算就是要通过计算能力，锁定个人的病变基因，从而得出预防或治疗的方案。

期间，还需要进行超过700万个小分子的药物试验，迅速找到能让病毒蛋白质失效的成分。这些超常识的计算，没有超级计算机，是不可能在较短时间完成的。

未来，超级计算机还会和我国更多的新基建融合，为中国未来的数字化、物联网继续开辟道路。它将来不会只代表着尖端的科技，而是和我们的实体经济互相融合，从而帮助我国走上世界强国道路。

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