央视新闻(焦点采访)今天，我们继续关注“新科技新基础设施”。 超级计算机，即人们常说的超级计算机或高性能计算机。 被誉为计算机界“皇冠上的珍珠”，可以说是国家的瑰宝。 在信息时代，超是衡量国家计算能力的重要标志之一，因而成为各国竞相争夺的战略制高点。 中国超算起步较晚，但我国从零起步，打破了西方封锁，一步步发展成为超算强国。

在国家超级计算无锡中心机房内，“神威太湖之光”超级计算机每秒执行10亿次高速运算。 每年3月，国家气候中心利用这一强大的设备来预测当年6月至8月的汛期气候。

超级计算机，即所谓的超级计算机和高性能计算机，现在广泛应用于许多领域。 什么是超级计算机？

什么是超级计算机？

超级计算机是指具有强大计算能力和存储能力的计算机，规格和性能比电脑强大得多，多用于国家高新技术领域和尖端技术研究。 超级计算机与普通计算机的组成部分基本相同，主要由运算器、控制器、存储器、输入输出设备组成。 打开超级计算机的计算单元，看看内部结构是怎么回事。

联想中国区基础设施业务集团高性能计算资深设计师郝常杰表示：“高性能计算系统中的主要计算单元部分有两个CPU用于计算，内存支撑，本地

如果将这个计算节点扩展数倍，就会成为超计算。 当然超计算不是简单地积累硬件就结束的，需要复杂的网络、软件等。 存放超级计算机并提供计算能力服务的地方就是超级计算中心。 中国最快的超级计算“神威太湖之光”位于国家超级计算无锡中心。 诞生于2016年，拥有40960枚国产芯片，峰值运算速度为12.5亿次/秒，曾连续4次超越世界排名500强。

在最新的世界超级计算机500强中，中国的“神威太湖之光”和“天河二号”排名第六和第九。 中国有173台超算上榜，总量居世界第一。

超级计算机为什么会成为新的基础设施之一？

当今社会从传统工业时代进入信息时代，人们生产生活的各个方面都与数据息息相关，所以数据被称为信息时代的石油，是最有价值的资源。 掌握数据的人掌握了快速发展的密码。 但是，数据必须被计算和处理才能使用。 这种计算能力就是计算能力，超级计算机是具备超级计算机能力和存储能力的计算机。

中科院计算所研究员张云泉说：“虽然数据像原油一样油，但是没有加工厂就不能提取各种汽油、柴油、各种有价值的化工产品，所以我们必须生产大规模的计算设备。 就像我们要建一个大化工厂一样，这样我们才能快速、良好地把大数据加工成各种需要的产品。”

从模拟核试验、太空探索，到人类基因测序、医药研发、气候预测，甚至出租车、购物、外卖订单等，海量的数据都要靠计算能力设施来处理。 计算能力设施已经像铁路、公路、机场、水利一样，成为新时代不可缺少的基础设施。 2020年4月，国家发改委已将以数据中心、智能计算中心为代表的计算能力基础设施作为新基础设施的内容，成为计算能力基础设施中的最高点。

中科院计算所研究员张云泉表示，超级是大国之重，是国家综合国力的体现，很多领域，比如太空、化学、物理、天气预报，各行各业都需要科学计算，必须有先后次序。

当今世界已经进入数字经济时代，计算能力成为核心生产力。 计算能力越强，生产力越强。 作为新基础设施的重要组成部分，目前我国在各地建立了大小国家级和地方级超算中心，构成了我国的计算力量矩阵，设法使力量达到每秒一万三千亿次浮点计算，在世界排名第二。

我国已经进入世界上最好的行列，但回首往昔这条路并不顺利。 上世纪80年代，中国希望进行石油勘测，但没有超算，只能从美国重金进口一辆。 但美国为了防止核心技术泄露，要求将设备放入透明玻璃房子，中方的一举一动都受到美方监视，就连接通电源的密码和机房的钥匙都由对方管理。

1983年，经过6年的研制，在科学家慈云桂的带领下，我国第一台超级计算机“银河”问世，运算速度达到1亿次/秒，成为我国继美国、日本之后，第三个可以生产超级计算机的国家。

2004年，“曙光4000A”诞生，首次进入世界前十。 2008年，“曙光5000A”诞生，中国进入百万亿次计算水平。 2010年11月，“天河一号”首次进入世界超算500强。 2016年“神威太湖之光”凭借中国自研芯片登顶，获得了被称为“超计算领域诺奖”的戈登贝尔奖，一举打破了日美两国长达30年的垄断。

超级计算机是如何工作的？

超计算如此厉害，让我们具体看看它是如何工作的。 气候预测被公认为世界上最复杂的问题之一，需要大量的计算，这是超级计算机的优势。 从2018年开始，每年国家气候中心都会利用无锡超级计算中心的“神威太湖之光”，预测6月至8月汛期气候，也就是节目开始时我们看到的场景。

国家超算无锡中心气象研发工程师蔡蕙伊说：“用自己的笔记本电脑做天气预报，可能需要几个星期，一个月(时间 )也做不到，但如果超算进去，几个小时就能做一周的天气预报

计算结果表明，“神威太湖之光”不仅计算快，而且准确。 有了超级计算机，研究人员不仅能预测中国的天气和气候，还能预测世界的天气和气候。 日前，中国科学技术大学教授赵纯率队在神威超级计算机上首次实现了长达7天的全球3公里空间分辨率“大气物理-化学全耦合数值模拟”。 该成果在预测极端天气、大气污染等事件方面具有重要的应用前景，达到国际领先水平。

国家级超算中心，如无锡超算中心，主要为国家大型科研项目服务。 另外，我国有很多地方超算中心，为地方发展提供计算能力服务。 北京超云计算中心由北京市政府和中国科学院联合设立，北龙超云负责日常运营。 他们将计算力转移到云中，使中小企业和科研机构可以在云中使用超算开展科研活动，大大提高提高的效率，降低成本。

北京超级云计算中心、北京北龙超级云计算有限责任公司总经理吴迪表示，中小企业/科研机构经费紧张，无法单独建立超级计算系统。 因此，通过云服务方式，让这些中小微用户可以通过云服务方式、租赁方式快速开展科研。

凌空行是国内商业航天企业。 他们在研制火箭的过程中，多次使用北京超级云计算中心的云超计算进行仿真计算，大大节省了时间和经费。

中国超计算的迅速崛起不仅造福于许多应用领域，而且带动了超计算相关的技术发展，如节能技术。 超强力是名副其实的“电老虎”。 据国家发改委统计，去年全国数据中心能耗达到2166亿千瓦时，超过三峡水库和葛洲坝电站发电量之和，迫切需要降低能耗。 为了解决这个问题，联想开发了热水水冷技术。

联想中国区基础设施业务集团高性能计算资深设计师郝常杰表示：“服务器在计算时，其CPU的温度会非常高，达到90度以上。 放一个鸡蛋就可以熟了”。

为了克服芯片发热问题，联想独自开发了热水水冷技术。 用常温水冷却机器，可以提高5%的计算能力，降低42%的能耗，可以再利用馀热。

热水水冷技术已经在北京奥运会和许多数据中心被广泛采用。 经过努力，中国的超级计算机从无到有，进入了世界先进行列。 未来，我国将在量子计算、云计算、大数据、人工智能等方面继续发力，打造高度融合的高性能计算服务平台。 以超计算为代表的国家的新基础设施，将来会有更大的用处吧。

超现已成为一个“超级大脑”，融入我们生活的方方面面，惠及各行各业，解决诸多难题。 新的科技革命和产业变革正在重塑世界经济格局。 计算能力作为数字经济的核心生产力，已成为全球战略竞争的新焦点。 加快以超算为代表的计算能力基础设施建设，有效激发数据要素创新活力，加快数字产业化和产业数字化进程，支撑经济高质量发展，推动经济社会健康持续发展。

来源：中央电视台