如果刘洪看到了“神威·太湖之光”

珠算，计算科学之母

1+1=？

对远古时代的原始人来说，这是个大大的难题。捕获野兽的个数，采集果实的多少，用什么方法来表示呢？原始人学会用一块石子、一根木条或者用长绳打个结的方法来计数——这就是人类数学探索的原始实践。

数学的诞生，点燃了人类文明的圣火。古书记载，大禹治水的重要法宝，就是勾股术。浩瀚的洪水从高向低奔涌，疏通河道必须确定和控制两处水位的高低差，大禹巧妙地运用勾股术明确了水位高低差。人类文明前进的步伐势不可挡，对计算的需求也与日俱增，算盘应运而生。

中国是算盘的故乡。秦汉最早出现“珠算”一词，第一只算盘的创造者是普遍公认的“珠算之父”——东汉刘洪。“一上一，二上二，三下五除二，四去六进一……”珠算给点校计数带来了便利。算盘以其强大的功能，很快被人们接受。

珠算开启了人类计算的新时代，在算盘基础上发展的商贸，遍布五湖四海；在算盘基础上发明的天文历法，成就非同凡响。诺贝尔奖获得者李政道先生曾说：“中国在计算机方面应比其他国家都先进，中国的算盘就是最古老的计算机。”

超算，计算机家族中的巨无霸

随着人类社会的进步，手工计算已远远不能满足社会发展需求。20世纪40年代，世界第一台计算机“埃尼阿克（ENIAC）”在美国问世。埃尼阿克是个笨重的家伙，有两三间教室那么大，但它两个小时就能解决100多名工程师花一年才能解决的问题。

随着科技的发展，计算机变得轻便而灵巧，它成了我们工作、学习和生活中的亲密伙伴。

在计算机家族中，还有一个特别的存在——超级计算机，它是计算机家族中的巨无霸。

如何让导弹在茫茫太空中长途奔驰，准确命中敌方目标？

如何应对“天有不测风云”，防范和减轻气候变化带来的破坏？

超级计算机都能给出精准的答案。

超级计算机在计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大，通常占有一间房子、一层楼，甚至一幢楼的空间。如果把普通计算机的运算速度比作人走路，那超级计算机的运算速度则是火箭发射。超级计算机的计算速度，是每秒亿次、十亿次、百亿次、千亿次、亿亿次……

超级计算机为什么那么快呢？其秘密在于它拥有数以万计的芯片，并能同时执行任务。如何让这么多的芯片发挥最大的效能呢？一个好的算法至关重要。

打个简单的比方，1+1+1+1+1=5，这是加法。1×5=5，这是乘法。哪种算法更简便呢？毋庸置疑，当然是第二种。数字越大，简便算法的优势越明显。超级计算机由众多芯片组成，采取最优算法，当然是普通计算机没法比的。

中国超算，从模仿到引领华丽转身

中华人民共和国成立之初便开始了计算机的艰难起步。在周恩来总理的领导下，数学家华罗庚为中国计算机事业发展绘制了蓝图。中国第一台计算机在模仿和借鉴中诞生了。

改革开放的总设计师邓小平说：中国要搞四个现代化，不能没有巨型机。国防科技大学的科学家们立下军令状，承担了巨型计算机的研制任务。研发过程中，各种复杂技术问题层出不穷。走什么样的技术路线？采取什么样的体系结构？如何实现每秒一亿次的运算速度……一个个问题就像张牙舞爪的“拦路虎”。科学家们像战场上冲锋陷阵的勇士，把实验室当战场，披荆斩棘、攻坚克难。

1983年12月22日，中国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河”巨型计算机，由国防科技大学计算机研究所在长沙研制成功。天上银河，亿万星辰闪烁；地上银河，筑就科技高峰。银河二号、银河三号相继问世。石油勘探、火箭发射、气象中长期预测……各行各业的需求纷至沓来，“银河”系列巨型计算机为改革开放的中国贡献了无穷的动力。

在中国科学家们的共同努力与拼搏下，我们的超算事业驶入“快车道”。

2009年，我国“天河一号”千万亿次超级计算机研制成功，使我国成为世界上第二个成功研制千万亿次超级计算机的国家。它荣登第36届世界超算500强榜首。

2013年，“天河二号”超级计算机系统再登世界TOP500榜首，并在三年内以每秒5.49亿亿次的峰值速度创造世界超算500强“六连冠”佳绩。

2016年6月，“神威·太湖之光”正式发布，是全球第一台性能超过十亿亿次的计算机。它使用的是“中国芯”，这芯片名为申威26010。“神威·太湖之光”拥有40960块这样的“中国芯”。

2018年，我国累计有三台超级计算机进入了E级（每秒运算一百亿亿次）超算研发，分别是“曙光”“天河”和“神威·太湖之光”，并实现了CPU和加速器的全面国产化。

2019年，全球超级计算机TOP500排行榜显示中国超级计算机有226台进入了榜单，占比达到45.2%，在数量上超过了美国。

2024年，中国算力总规模已位居世界第二。国家超算互联网平台上线，构建全国一体的算力调度网络和面向应用的生态协作网络。

超算，为解决科技工程问题而生

超级计算机就像一位神奇的魔法师，能“算天”“算地”，还能“算人”，是数据之海的最强大脑。

算天。明天是下雨还是刮风？三天后呢？一周后呢？超级计算机能在几秒内算出未来一周的天气情况，在一天内完成过去几年甚至几十年才能完成的计算工作。史上最强的“宇宙大片”，也是超级计算机的作品：“天河二号”超级计算机成功完成了3万亿粒子数和暗物质数值模拟，揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程。

算地。建水电站了，怎样应对复杂的地质构造和强烈的地震活动呢？超级计算机进行大坝抗震模拟计算，就能实现大坝地震安全的模拟分析，为水电站的建设运行保驾护航。广袤的大地下，珍贵的石油都藏在哪儿呢？超级计算机就像石油勘探的“神眼”，它分析并计算采集回来的地质数据，揭开大地的秘密，尽可能准确地找到石油。

算人。灿烂的生命到底拥有着怎样的奥秘？超级计算机分析人类基因，能够一步步解读生命的精巧奇妙。危害人类健康的新病毒诡异多变，科学家通过做实验寻找对抗病毒的药物分子就像大海捞针，快则三五年，慢则十多年，可超级计算机能够在极短时间内完成虚拟配对。

作为“现代科学技术的大脑”，超级计算机已成为解决重大工程和科学难题时的金钥匙。超算作为一种重要的战略资源，在推动科技与经济的腾飞中有举足轻重的作用。中国超算是国之重器，它正在努力绽放。我国的国家超算中心已经初步形成国家超算网格。科技部批准的国家超级计算中心有十多个，分布在天津、济南、无锡、昆山、深圳、广州、长沙等地。全国一体化算力体系的构建，加速算力互联互通，将更好地服务千行百业，激发新质生产力澎湃动能。

中国超算惊艳了世界，也能感动我们的古代圣贤吧。如果刘洪看了“神威·太湖之光”，也会直呼“了不得，了不得”吧。

荣光|中国超算的威力

应用于航空航天领域。C919的多种飞行状态的模拟，就是由国家超级计算无锡中心携手中国航空航天的权威研究机构共同完成的。通过精细的数值模拟，减少了风洞试验次数，降低了设计成本，给C919大型客机的气动设计工作提供了重要指导。

应用于生物医药领域。中科院上海药物研究所利用优化后的DOCK虚拟药物筛选软件，仅用4天便完成了寨卡病毒的虚拟药物筛选工作。

应用于地球与宇宙科学领域。清华大学、山东大学等研究机构借助“神威·太湖之光”共同完成“非线性大地震模拟”实验，成功实现了唐山大地震过程的精准模拟。这种精准模拟可以更加深入地了解地震的发生和传播规律。

应用于船舶工程领域。国家超级计算无锡中心与中船重工第702研究所合作，基于神威平台开发了计算流体软件。这个软件充分满足了船舶设计的需求，为船舶工程领域的发展注入了新的活力。

未来超算将应用于更多的领域，如材料科学、能源、医疗健康等。