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中国超级计算机

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2016年6月的不同国家之间的超级计算机500强的分布

中国拥有一系列世界顶级的超级计算机中心[1]。近年来中国在超级计算机方面发展迅速，跃升到国际先进水平国家当中。

中国是第一个以发展中国家的身份制造了超级计算机的国家，2011年中国拥有世界最快的500个超级计算机中的74个，而十年前中国仍默默无闻。[2]中国在1983年就研制出第一台超级计算机银河一号，使中国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。[3]

中国以国产微处理器为基础制造出本国第一台超级计算机名为“神威蓝光”，部署于天津滨海新区的国家超级计算天津中心的业务主机天河一号和曙光计算机天津产业基地生产的曙光星云，分别为世界超级计算机运算速度排名的第二和第四名。

2016年，中国自主研发的神威·太湖之光成为世界第一的超级计算机，运行速度为93,014.6 TFlops（每秒浮点运算次数）。

历史

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超级计算机能够模拟风洞实验

中国的计算机行业起步并不算晚，通过学习苏联的计算机技术，1958年8月1日中国第一台数字电子计算机——103机诞生。[4]进入70年代，中国对于超级计算机的需求日益激增，中长期天气预报、模拟风洞实验、三维地震数据处理、以至于新武器的开发和航天事业都对计算能力提出了新的要求。

[5]为此中国开始了对超级计算机的研发，并于1983年12月4日由軍方主導研制成功银河一号超级计算机。[6] 并继续成功研发了银河二号、银河三号、银河四号为系列的银河超级计算机，使中国成为世界上少数几个能发布5至7天中期数值天气预报的国家之一。并于1992年研制成功曙光一号超级计算机，在发展银河和曙光系列同时发现由于向量型计算机自身的缺陷很难继续发展，因此需要发展并行型计算机，于是中国开始研发神威超级计算机，并在神威超级计算机基础上研制了神威蓝光超级计算机，[7]2015年神威·太湖之光採用全國產CPU達成了世界第一速度的成就，並於軟體設計方面於隔年獲得戈登貝爾獎，此前30年該獎都由美日兩國獲得，首次有第三國打破此規則。[8]

民間方面2002年联想集团成功研发深腾1800型超级计算机，并开始发展系列超级计算机。[9]同時深圳大學自研的KD系列是一種減低體積和用電為主，速度次要的超級電腦方向，可能用於軍艦或飛機上。

由于中美关系在2010年代后期开始出现对抗，美国限制中国政府机构获得高性能计算芯片的情况下，中国除了积极推进自主研发高性能超算计算芯片和架构外，也减少将先进超算成绩提交到TOP500榜单中。但通过戈登貝爾獎中国获奖成果、行业新闻信息、美国政府的分析，中国在2020年代已经拥有E级（EFLOPS）超级计算机，例如：2021年的行业新闻提到，中国已经拥有2台E级超级计算机并且推进第3台的建设，分别是“OceanLight（推断为神威·海洋之光）”和“Tianhe-3（推断为天河三号）”，还有一台建设推迟的“The Sugon system（推断为曙光E）”[10]；IEEE在2022年的文章中也提到，当时前沿登顶时，“OceanLight”已经在戈登貝爾獎取得成果但没有参与榜单，并引述论文认为其理论峰值速度为2.3 exaflop/s；[11]2023年美国国家科学院的报告提到传闻当时中国有2台E级超级计算机，其中一台名为“OceanLight”曾参加多个戈登貝爾獎运行程序并取得瞩目成果[12]；一份行业新闻和TOP500组织者提到，到2023年时，由于中国不再提交最先进超算成绩到TOP500，该榜单已经无法准确反映中国超算的发展程度。[13][14]直到2026年6月，中国提交了最新记录——登记安装年份为2025年的深圳云计算中心的灵晟，以运算速度2.198 Exaflop/s，获得当期TOP500的第一名。[15][16]

《中国禁止出口限制出口技术目录》2023年版，對「巨型计算机」的出口限制是每秒浮点运算次数大於97万亿次[17]。

机构

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中国超级计算机谱系表

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计算机名稱 研制成功时间 运行速度（亿次每秒） 备注
银河Ⅰ 1983年 1 中國國防科技大學
银河Ⅱ 1994年 10 中國國防科技大學
银河Ⅲ 1997年 130 中國國防科技大學
银河Ⅳ 2000年 10,000 中國國防科技大學
银河Ⅴ 未知 未知 军用
天河一号 2009年 12,060,000 国家超级计算天津中心
天河二号 2013年 33,860,000 国家超级计算广州中心
天河三号 2018~2019年[18][19] 13,000,000,000 国家超级计算天津中心[19][20]
天河星逸 2023年[21] 300,000,000 国家超级计算广州中心[22]
曙光一号 1992年 6
曙光1000 1995年 25
曙光1000A 1996年 40
曙光2000Ⅰ 1998年 200 中科院超级计算中心
曙光2000Ⅱ 1999年 1,117 中科院超级计算中心
曙光3000 2000年 4,032 中华大基因中心
曙光4000L 2003年 42,000
曙光4000A 2004年 110,000
曙光4000H 2005年 50,000
曙光5000A 2008年 2,300,000
曙光星云 2010年 12,710,000 国家超级计算深圳中心
曙光E 原计划2022年，已推迟 （目标）20,000,000,000 国家超级计算深圳中心[20]
KD-50-I[23] 2008年 10,000 中国科学技术大学与深圳大学自研，使用龙芯CPU
KD-60[23] 2010年 10,000 中国科学技术大学与深圳大学自研，使用龙芯CPU
KD-90[23] 2012年 10,000 中国科学技术大学与深圳大学自研，使用龙芯CPU
神威Ⅰ 1999年 3,840 国家气象中心
神威3000A 2007年 180,000 国家海洋环境预报中心
神威藍光 2010年 79,500,000 國家超級計算濟南中心
神威·太湖之光 2015年 930,146,000 國家超級計算無錫中心
神威·海洋之光 2021年3月 10,500,000,000 崂山实验室（青岛国实）超算中心[20]
深腾1800 2002年 10,000 聯想公司自研
深腾6800 2003年 53,000 聯想公司自研
深腾7000 2008年 1,065,000 聯想公司自研
深腾X8800 2018年 2,420,000[24] 聯想公司自研
嵩山 （理论）1,000,000,000
昆仑
太行一号 3,000,000,000
秦岭

参见

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  • TOP500
  • HPC TOP100——中国内部的类TOP500超算榜单
  • Graph500——数据密集型负载的超算榜单
  • AIPerf500——考量AI计算性能的超算榜单
  • IO500——考虑输入输出性能的超算榜单

参考文献

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  1. ^ Vance, Ashlee. China Wrests Supercomputer Title From U.S.. New York Times. 28 October 2010 [2017-06-19]. （原始内容存档于2017-09-04）. 
  2. ^ Dan Lyons, In Race for Fastest Supercomputer, China Outpaces US, Nov 28, 2011, The Daily
  3. ^ http://roll.sohu.com/20111031/n324042202.shtml （页面存档备份，存于互联网档案馆） “银河”超级计算机(图)光明网 2011年10月31日18:19
  4. ^ http://www.ict.ac.cn/kxcb/kxtp/200909/t20090922_2514368.html （页面存档备份，存于互联网档案馆） 103机 中国科学院计算研究所官网
  5. ^ http://www.enet.com.cn/article/2010/0602/A20100602664062_2.shtml （页面存档备份，存于互联网档案馆） 超算世界的奥运史：中国超级计算机发展回顾 硅谷动力网 2010年06月02日
  6. ^ http://server.it168.com/a2009/1029/800/000000800121.shtml （页面存档备份，存于互联网档案馆） 银河到天河 中国超级计算机发展大事记 IT168网 2009-10-29
  7. ^ http://mil.eastday.com/m/20111031/u1a6179680.html （页面存档备份，存于互联网档案馆） 全国产化超级计算机神威蓝光问世 耗电量极低 东方网2011年10月31日
  8. ^ Chinese research team wins top award in supercomputing. [2017-03-10]. （原始内容存档于2016-11-20）. 
  9. ^ http://www.pc6.com/infoview/Article_4839.html （页面存档备份，存于互联网档案馆） 深腾1800创入世界超级计算机全球TOP500排行榜
  10. ^ Trader, Tiffany. Three Chinese Exascale Systems Detailed at SC21: Two Operational and One Delayed. HPCwire. 2021-11-24 [2026-08-31] （美国英语）. 
  11. ^ Top500: Frontier Still No. 1. Where’s China? - IEEE Spectrum. spectrum.ieee.org. 2022-11-15 [2026-08-31] （英语）. 
  12. ^ Charting a Path in a Shifting Technical and Geopolitical Landscape: Post-Exascale Computing for the National Nuclear Security Administration (2023) Chapter: 2 Disruptions to the Computing Technology Ecosystem for Stockpile Stewardship （英语）. 
  13. ^ Shah, Agam. Top500: China Opts Out of Global Supercomputer Race. The New Stack. 2024-05-13 [2026-08-31] （美国英语）. 
  14. ^ Eadline, Doug. China's HPC Iron Curtain Creating a Top500 Problem. HPCwire. 2023-11-21 [2026-08-31] （美国英语）. 
  15. ^ LineShine Debuts at No. 1 as the TOP500 Enters a New Global Exascale Era | TOP500. www.top500.org. [2026-08-31]. 
  16. ^ DonClark. 中国“灵晟”登顶全球超级计算机TOP500榜单. 纽约时报. 2026-06-24 [2026-06-28]. （原始内容存档于2026-07-01） （中文（简体））. 
  17. ^ 中国禁止出口限制出口技术目录 (PDF). [2025-07-01]. （原始内容存档 (PDF)于2025-06-23）. 
  18. ^ 国产百亿亿次超算技术实现新突破 “天河三号”Ｅ级原型机完成研制部署-新华网. www.xinhuanet.com. [2024-08-06]. （原始内容存档于2024-08-06）. 
  19. ^ 19.0 19.1 国产百亿亿次超算技术实现新突破 “天河三号”Ｅ级原型机完成研制部署-新华网. www.xinhuanet.com. [2024-08-06]. （原始内容存档于2024-08-06）. 
  20. ^ 20.0 20.1 20.2 Tiffany Trader. Three Chinese Exascale Systems Detailed at SC21: Two Operational and One Delayed [SC21上详细介绍了中国三个E级系统：两个已投运，一个延期]. hpcwire.com. 2021-11-24 [2024-11-22]. （原始内容存档于2022-09-02） （英语）. 
  21. ^ 新一代国产超算系统“天河星逸”发布 - 广州市人民政府门户网站. www.gz.gov.cn. [2024-08-06]. （原始内容存档于2024-08-06）. 
  22. ^ 新壹代國產超算系統「天河星逸」宣講及培訓會 (PDF). [2024-08-06]. （原始内容存档 (PDF)于2024-08-06）. 
  23. ^ 23.0 23.1 23.2 基于“龙芯”系列处理器的万亿次KD系列计算机. [2013-01-04]. （原始内容存档于2014-11-29）. 
  24. ^ 聯想北大聯手揭開國內首個溫水水冷超算平台. 人民網. 2018-01-04 [2025-07-01]. （原始内容存档于2026-02-25）. 
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