每秒可進行百億億次數學運算的超級計算機過不了幾年就會出現。7月4日，中科曙光在北京宣布啟動“E級超算”預研項目，“E級”就是10的18次方，1后面18個零的龐大數字。這個項目已經被寫入國家“十三五”高性能計算專項課題中，分別由中科曙光、國防科大、江南計算技術研究所同時研制，有望在2020年左右實現。

剛剛在德國法蘭克福落幕的“2016世界超算大會”，中國的“神威·太湖之光”超級計算機取代天河二號成為新的世界冠軍。這是全球第一臺運行速度超過10億億次/秒的超級計算機，峰值性能高達12.54億億次/秒，持續性能達到9.3億億次/秒。研發“E級超算”被公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”，成為各國競相角逐的下一個戰略制高點，目前美國、歐洲、日本等國家和地區都提出了自己的研發計劃。

研制這么快的計算機用來干什么？這既是很多人的問題，也是超級計算機發展面臨的矛盾。超級計算機性能不斷提升，但由于能耗越來越大，而應用范圍卻并沒有相應擴大。

“超級計算機在高性能與通用性方面一直存在矛盾。”中科院院士李國杰是曙光公司的開創者之一，研制了我國第一臺對稱式結構計算機——曙光一號。

曙光公司總裁歷軍說，超級計算機在性能不斷提升的同時，面對著存儲、可靠性、能耗、擴展性以及應用創新等問題。在每秒10億次計算能力的時候，超級計算機主要是用于工程計算或者科學計算，但是到了百億億次計算能力時，已經很難有一個題目需要這么大的規模，傳統的科學計算領域已經很難找到這樣的題目了。

“所以超級計算機未來向何處發展是擺在我們面前最最重要的挑戰。在E級應用創新方面，我們希望把傳統的超級計算機的應用向云服務和數據處理去延伸。”歷軍介紹，在這些方面曙光公司已經做了大量工作。未來最新的E級超級計算機的應用可能來自于云計算、云服務，來自于大規模的數據處理。

“對于E級計算機來說，應用是最大的挑戰。”曙光公司副總裁邵宗有一言以蔽之，“如果超級計算機技術不能在市場上獲得應有的回報，這個市場會萎縮，研發投入就會萎縮。”

生命科學、流體空氣力學、仿真、氣象、氣候、環境等是超級計算機傳統的幾大應用，而超級計算機如何與云計算、大數據、人工智能相結合是新的發展方向。

邵宗有介紹，曙光公司有3000多個高性能計算機客戶，在5年前，這些客戶基本上是軍工企業、科研院所、大學等。但是現在，高性能計算機的銷售結構發生了很大的變化，有1/3的高性能計算機是用于數據處理。剛剛在貴州大山里落成的世界最大單口徑射電望遠鏡FAST，一晚上可以產生100PB的龐大數據量，背后的超級計算機就是曙光提供的。

他還展示了另一個具體應用，利用數據進行科技治霾。

“霾的成因分析比天氣預報更復雜，霾是在天氣預報的基礎上的一個應用，天氣預報主要是大氣物理，霾是大氣物理與大氣化學結合的產物，所以計算更加復雜。”邵宗有介紹，通過超級計算機的語言解析，現在發現了一個過去被忽略的問題，就是東南沿海的船舶對東南沿海地區霧霾的產生有非常嚴重的影響，“給萬噸輪船裝上自動識別系統，這些系統每天在東南沿海和內地運河發回3000億條記錄，這3000億條再加到大氣物理和大氣預報的模式里面，可以計算東南沿海的霧霾成因。”

中科院計算所研究員，中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉指出，E級超算可以應對一些具有重大計算的需求，如全球氣候變化模擬、天體物理大數據的處理、模擬宇宙的演化、模擬新型材料及核武器等。同時，除了科學計算，它也將在深度學習、大數據、云計算等領域發揮重大價值，幫助提高人們對各領域日益劇增的海量數據處理利用的能力，并從中發現新事物、新規律和新機會。因此，E級超算具有極高的科學、社會、經濟和產業生態價值。