日前，记者来到上海超算中心。在该中心三期工程的主机房里，他看到的“魔方”看上去就像几十个黑色电话亭排列在一起。每个“电话亭”实际上是一个柜子。共有42个计算节点机柜，每个机柜集成200个四核CPU，每个CPU相当于800台普通家用电脑的计算能力。还有15个存储柜，使得整机总存储容量达到500 TB(Pb)，相当于50万个1gb的u盘。此外，还有10个网络机柜用于机柜通信。连接这几十个大柜子所需的网线长约30公里，可以从市中心的人民广场一直铺到浦东国际机场。

上海超级计算中心副主任袁俊表示，超级计算机的设计原理并不复杂，就是几千台甚至上万台计算机可以合作成为一台超级计算机，术语叫并行计算。魔方采用刀片集群的架构，每个刀片就是一个服务器，可以协同工作。魔方的峰值速度超过每秒200万亿次。

“魔方”机房隔壁是它的前身:每秒10万亿次运算的“曙光4000A”集群。如今“魔方”的两个机柜，等于上一代机组的全部“脑力”，当然运营成本更高——虽然采用了低功耗的处理器和内存，以及先进的水冷散热系统，但仅调试期间，“魔方”每天的电费就高达3万元。

魔方使用的“曙光5000A”模型在去年的“世界超级计算机500强”中获得第10名。2004年，曙光4000A获得了同样的世界排名，但现在曙光4000A已经跌出了榜单。在上海超级计算中心，2000年推出的第一台每秒运算超过3800亿次的超级计算机“神威一号”已经光荣退役，并落户计算机科技馆。短短几年间，全球超级计算机的整体速度提升了至少20倍。著名的摩尔定律指出，计算机微处理器芯片的性能每18个月就会翻一番。以高级笔记本电脑为例，这三年运算速度提升了近10倍。但“超500”比这个规律更快，500个超算系统的总性能大约每14个月翻一番。

“魔方”的成功发射，让世界对“中国速度”格外关注，因为它是目前全球十大最强超级计算机中唯一的“非美国人”，也让中国成为继美国之后第二个研制出实测峰值“超万亿次”超级计算机的国家。

袁俊介绍，理论、实验和计算是科技创新的三大支柱，而超级计算机是高端计算能力的支撑，可以模拟和仿真物理现象，分析复杂数据，也可以用于产品设计中的复杂设计和计算。2000年上海超算中心成立时，“神威一号”还只是上海市气象局、中科院上海药物所等少数高端用户的秘密武器。然而，2004年推出的“曙光4000A”高性能计算机将应用范围扩大到更广:中国研制的支线飞机ARJ 21-700完美首飞，由超级计算机保驾护航5年；上海汽车和奇瑞汽车研发的自主品牌车型也是依靠超级计算机的帮助。用超级计算机模拟“坠毁”，不仅节约了成本，还缩短了研发周期。这几乎成了全世界汽车巨头无一例外采用的法宝。近年来，中国的汽车制造商逐渐尝到了这种“虚拟崩溃”的甜头...

2008年的统计数据显示，“曙光4000A”的平均利用率达到88.5%。通常情况下，80%的利用率已经接近极限。即便如此，还是有很多单位排队等着上机。有了魔方，上海超算的“脑力”增加了20倍。“曙光4000A”支持的300多个用户将把大部分搬到“魔方”，包括天气预报、生物制药、生命科学、汽车、核电、钢铁、新材料、土木、物理、化学、航空、航天、航运等几十个应用领域。

除了老项目，“魔方”预计将是一项重要任务:上海重点发展的九大高科技产业，如商用飞机、新材料、医药、重大装备、新能源和电动汽车，都将依赖高性能计算技术。

另外，也许有一天，你乘坐的国产大飞机，不仅仅取决于超级计算机的贡献，还取决于出现在你面前的飞行员和空姐的调度顺序。随着机组和航班数量的大幅增加，排列组合的可能性也成倍增加，传统的Excel已经黔驴技穷，需要“借脑”来计算。

在“超级计算机500强”榜单中，美国入围的291台超级计算机中，有35台用于金融企业或相关机构。未来，魔方将帮助建设上海国际金融中心，设计衍生产品，控制风险，为金融机构提供各种计算解决方案。

每年发布两次的“超级计算机500强”榜单，被誉为衡量国际高性能计算机应用的“晴雨表”。去年11月，魔方采用的曙光5000A型号获得了第十名，而前九名是美国厂商制造的。包括“魔方”。在榜单上，中国有15台超级计算机进入500强，在发展中国家中排名第一。

“这个榜单一直在变，但中国近年来的表现非常强劲。”上海超算中心高性能计算架构师姚继峰说。“魔方”诞生后，《纽约时报》评论称，中国已进入全球高性能计算市场的“第一阵营”。

“每一天、每一小时、每一秒都在追赶，不断努力缩小与美国、日本等国的差距。”曙光公司总裁李俊描述了中国在超级计算机研究和制造方面的努力。当1993年“超级计算机500强排行榜”诞生时，没有一个mainland China入围。据说上世纪90年代初，中石油引进了一台IBM的超级计算机用于勘探，但对方的条件是监控这台计算机的使用。中石油不得不建一个玻璃屋，让美国人24小时监控。当时，国家科委主任宋健称之为“中国人的耻辱”。

至今，美国仍对中国禁运超级计算机及其关键部件达数十亿次。用李俊的话说，中国超级计算机的发展是“国家责任感和商业价值取向的融合”。在高性能计算从科学研究发展到金融精算、动漫制作等领域的今天，后者的价值日益显现。在经济利益的驱动下，全球超级计算机竞争日趋激烈。从2002年到2004年，35万亿次的日本超级计算机“地球模拟器”始终排名第一，在随后的4年中，排名第一的速度增长了31倍，逼近1100万亿次。目前，日本每秒可进行1次北京(1万万亿)浮点运算的“通用北京速度计算机”已经在开发中。英特尔公司高级合伙人史蒂夫预测，2018年，我们可能会看到比目前最快的超级计算机Roadrunner快1000万次的计算机。

中国各地也举行了比赛。姚继峰介绍，深圳、广州、天津、山东都有建设超算中心的计划。其中，位于深圳的华南超算中心和位于天津滨海的国家超算天津中心都是以万亿次运算为目标。近日，NEC(中国)有限公司还与武汉市东西湖区签约，投资7亿元建设华中首个超级计算中心和R&D科技园。

“虽然主要部件已经在中国制造，但中国超级计算机的CPU芯片仍然依赖外国制造商，”袁俊告诉记者。比如目前国内最先进的两台百万亿次超级计算机，联想的“沈腾7000”和曙光的“曙光5000A”，用的都是美国处理器厂商英特尔和AMD的处理器。去年，中国“超级计算机100强”中，95%的处理器来自英特尔和AMD。

令人振奋的是，曙光公司总裁李俊此前曾透露，“曙光千万亿次机器曙光6000将于2010年推出，届时将采用具有自主知识产权的龙芯处理器。”据悉，计划中的处理器是“龙芯”的第三代产品，这将标志着中国超级计算机质量的突破。

"与技术相比，应用上的差距更大."袁俊说。目前超级计算机的大部分应用软件系统都需要进口。“这很贵。一次用一个软件要几百万人民币，很多企业负担不起。”姚继峰告诉记者，随着高性能计算机中CPU的数量越来越多，编写应用程序的难度会越来越大，而软件行业中一些具有垄断性质的企业往往将其产品与IBM、HP的高端产品捆绑销售，这使得国产软件在超级计算机应用上取得突破的难度要大于系统开发。

因为成本高，相比美国公司用超级计算想办法防止薯片从流水线上滑落，中国很多公司还没用这个研发工具，超级计算机还是以高端R&D机构为主。根据2008年的统计，能源行业使用超级计算机的机器占35%，其次是政府部门(12%)和科学计算(10%)。从超级计算机的性能来看，科学计算占据首位，占比33.13%，其次是能源(28.01%)和政府部门(7.03%)。