超級計算機，是國家科技的“運算大腦”，它能使得國家站在資訊領域的戰略制高點，在軍隊、國防、航天等國家級領域佔據極重要的分量。

2016年，一個頗具江湖氣息的名字引爆了世界超級計算機界，它就是中國的神威·太湖之光。在國際性的效能測試當中，太湖之光達到了每秒平均9.3億億次的計算速度，峰值運算速度更是可達到每秒12.5億億次，1後面的17個0，打敗了霸榜3年的中國“天河二號”，成為當時世界上最快的超級計算機。直到如今，它也是世界排名前四的，最先進的超級計算機之一。

很多人都對此有疑問：都說我國的晶片技術不如人，那太湖之光是怎麼造出來的？用的是國產晶片嗎？而且，你們每天說超級計算機怎麼厲害，但它到底能做什麼？

現在，我們就來順著“天河二號”和“太湖之光”的進步軌跡，來看看中國超算的“逆襲史”。

太湖之光的晶片是國產的嗎？

對於一臺超級計算機來說，其最重要的部分自然就是晶片了，當然，這裡用處理器——CPU來說要更恰當一些。

“天河二號”作為曾經的世界超算冠軍，使用的卻是美國英特爾公司供給的晶片。雖說在尖端領域科技無國界，可超級計算機是涉及到一個國家的國防、軍事、航天領域，這樣的國之重器，中央處理器卻是外國的，很容易被卡住脖子。

果不其然，2015年4月美國以“中國超算涉嫌用於核爆實驗”為由，宣佈制裁中國的四家超算中心和國防科技大學，英特爾也不再能向中國出口計算晶片。

美國以為這樣就能制約中國超級計算機的發展，誰料僅僅過了一年，神威·太湖之光就橫空出世——它使用的是江南計算技術研究所開發的申威處理器，從頭到尾都是有自主智慧財產權的國產晶片。

中國自然不可能是一年就拿出那麼強的晶片的，只能說它是發展多年，聚中國的運氣、技術和決心為一體的產物。

在上世紀，一家名叫DEC的美國公司創造了一款名為Alpha的明星處理器，它的效能和當時的英特爾、AMD等高科技公司製造的處理器差不多，但勝在思想非常超前，有著像是EV7匯流排、超執行緒、多核心等創新思路。

然而好景不長，DEC在變動中破產，被康柏公司收購，這款晶片也已經過了專利期，不再受到保護。這時，中國展現出驚人的遠見，率先出重金買下這款處理器，既買下了先進的技術思想，還不用擔心授權到期。

這還沒完，中國在拿到Alpha之後，很長一段時間都默默無聞，就當世界以為這款曾經的明星處理器就要在中國手裡價值泯滅的時候，江南所在2006年拿出了最初的申威1。

申威1是以Alpha為架構研製出的中國第一款自主微結構處理器，是個130奈米的單核心CPU，整合5700萬電晶體，主頻達到了900兆赫。

兩年後，江南所又交出了申威2，申威2雖然依然是130奈米，卻變成了雙核CPU，主頻達到了1.4千兆赫茲，是申威1的約1.5倍，而且，它已經完全脫離了Alpha的架構，是申威1和Alpha的集大成者，是中國真正的自主超算晶片。

又是一個兩年後，申威這時候的晶片已經達到16核了，除了在工藝上是65奈米，還略微落後於英特爾的32奈米，但超級計算機最需要的效能功耗比和雙精度浮點能力，已經超越了英特爾的同期水平。

同時，中國也成為了美國、日本之後第三個有能力研製自主CPU，從而構建千萬億次超級計算機的國家，在其中，申威功不可沒。

之後，申威的晶片越做越好，直到在2016年達到世界頂端，徹底終結了我國以前超算晶片長期依賴進口的局面，追上了我國和美國在超算領域的差距。

需要明確的是，超算的晶片不同於通用晶片，並非越小越好，而是要比拼極端的計算能力。而且，我國現在已經能掌握14奈米的晶片製造工藝，製造65奈米的太湖·神威之光CPU自然是不在話下。

超級計算機能用來做什麼？

當然，晶片強大的運算能力，最終都是要落實在計算機的效能上的。超級計算機相較普通計算機有什麼不同？能用來做什麼？

雖然中國專家說過超級計算機可以拿來打遊戲，可是這未免也太大材小用——超級計算機講究的是算力高，質量好。

比如之前美國擔心的“核模擬實驗”，就是要用超級計算機來計算的。核反應是一個複雜的鏈式反應，原子行為呈現出指數級的關係，數字越大，上限增長得越快，也可以說是一種接近“無限”的計算。

別說人力，普通的計算機也不能負載這種大型的計算，就算能負載，速度也未必達得到要求。因此，超算就在這時候出場了，用自己超常的計算能力，得出核彈設計是否可用的結論。

除了核模擬，我國要研製自主大飛機，比如C919，也離不開超級計算機。超級計算機不僅可以進行風洞模擬實驗，還可以對實際的實驗資料進行快速分析，從而輔助我國飛機的開發。

除此之外，超算還常用於對氣候的預測。

不知各位有沒有發現，我國最近幾年的颱風預警變得越來越準確了，這不僅僅是衛星的功勞，而也有超級計算機將氣象衛星得出的資料，經過精密、快速的計算而得出路徑，從而告知民眾提前避險。

用計算機預測雲團走向，圖來自北京大學科學視覺化系統

天氣預報，最講究的就是“及時性”，早一天是有用資訊，晚一天就完全變成了廢紙一張，這裡正是超算大顯身手的舞臺。

再往現在來說，我國新冠疫苗研製的速度，和超級計算機也是密不可分的。疫苗需要進行基因測序，也就是從血液或者唾液中分析並測定基因的全序列。

人體共有3到3.5萬個基因，而這些基因又能拆出31億以上的鹼基對，這些鹼基對以不同的順序排列，構成了不同的基因。而超算就是要透過計算能力，鎖定個人的病變基因，從而得出預防或治療的方案。

期間，還需要進行超過700萬個小分子的藥物試驗，迅速找到能讓病毒蛋白質失效的成分。這些超常識的計算，沒有超級計算機，是不可能在較短時間完成的。

未來，超級計算機還會和我國更多的新基建融合，為中國未來的數字化、物聯網繼續開闢道路。它將來不會只代表著尖端的科技，而是和我們的實體經濟互相融合，從而幫助我國走上世界強國道路。