12月14日，上海交通大学杨元庆科学计算中心在李政道研究所实验楼投入使用。该计算中心的绿色水冷高性能计算机名为“思源一号”，是上交大81级计算机科学及工程系校友、联想集团董事长兼CEO杨元庆于今年4月10日个人出资捐建总价值1亿元人民币，历时八个月建成。这套高性能计算机总计算力可达到6千万亿次/秒，目前全球HPC TOP500 排名 132位，中国高校HPC算力排名第一。

联想集团董事长兼CEO杨元庆与上海交大学子交流

“思源一号”提供的算力支持，无疑会为在李政道研究所研究粒子与核物理、天文与天体物理、量子基础科学等领域的科学家们提供支持，持续助力国家关键科技领域的前瞻性研究。说到这里，是不是觉得高性能计算机、算力这些概念很抽象，离自己很远，似乎只会存在于“爱因斯坦们”的科学世界里？其实，它们应用的范围和对生活的影响，远超出了我们的想象。

技术优势大：五倍计算密度，十分之一体积

首先，先聚焦高性能计算机本身，揭开它神秘的“面纱”。资料显示，高性能计算，即High Performance Computing，简称HPC，是指利用聚集起来的计算能力来处理标准工作站无法完成的数据密集型计算任务，包括仿真、建模和渲染等。

尤其当遇到需要大量的计算，或者由于所需的数据量过大而可用的资料有限，导致根本无法执行计算，HPC就可以派上用场。它通过使用专门或高端的硬件，计算能力是普通家用电脑的几千万甚至上亿倍，可以有效克服这些限制。

拿这次杨元庆捐给李政道研究所的“思源一号”来说，它搭载了联想第五代海神温水水冷服务器ThinkSystem SD650 V2/SD650-N V2平台，总计算力为6千万亿次/秒（双精度），Linpack效率高达70%。

这样超高计算密度，使得仅需14个机柜便实现了传统通用数据中心5倍的计算密度，一般通用数据中心则需要70个机柜才能达到类似算力，但“思源一号”的机房占地面积却不到300平米，是通用机房的1/10，极大节省了研究所的基础建设成本。

作为当前中国高校算力排名榜首的高性能计算机群，“思源一号”坐落在从事物理和天文方面前沿研究的李政道研究所，不仅节省了实验楼的空间，此次投入使用还意味着它将助力这里的科学家们在宇宙学、量子物理等前沿领域继续进行原创性基础研究，探索人类科学发展前沿的未知世界。

密切配合共解科研难题，计算中心以“绿叶”支持科研“红花”

对于杨元庆科学计算中心投入使用一事，上交大物理与天文学院的张骏教授表示，自己以前研究宇宙中的暗物质，很少的数据也要跑30天左右，更不要说现在动辄十几个T的数据了。眼下有了这个高性能计算机，原本一个不太可能看到的信号能够在海量的数据里被筛选出来，帮助研究继续进行下去。

生命科学技术学院的本科生钟博子韬也对这台具备中国高校最强算力的计算机表达了自己的期待，他说，此前在生命科学领域，蛋白质的结构一直是个谜，后来有了平台AlphaFold，但结构解析速度还是不快。这次计算中心投入使用，自己计划12月底就去申请“思源一号”，期待借此提高AlphFold的运行速度，进一步深入研究蛋白质。

计算中心除了以“绿叶”身份辅助服务科研“红花”，其绿色也体现在环保上。在当下社会加速迈入智能化时代的背景下，数字经济快速发展，数据成为了这个时代最重要的生产要素，高性能计算的适用领域愈加广泛，从智能制造工厂，到金融数字货币，社会经济生活的方方面面都离不开数据算力的支持。

硬币总有两面。数据中心运行时会产生大量的热能，为了给设备降温，计算中心不得不通过消耗能源电力来进行外部制冷。数据显示，全球数据中心每年消耗的电量占全球总电量的2％左右，其中的能源消耗成本是整个IT行业的30％到50％。科研如果只能建立在高能耗的前提下，也并不是可持续发展之道，科研“红花”也需绿色环保的计算中心这个“绿叶”来搭，才能持续构建绿色地球宜居环境。

据了解，此次杨元庆捐赠给上交大的“思源一号”，采用的是联想第五代温水水冷技术，系统PUE（能效比）可以到1.1，相比传统风冷散热方案可节省42%的电力和二氧化碳排放，还能实现余热回收再利用，为实验楼的冬季供暖、食堂厨房的热水加热等基础设施供热，实现每年950吨的能耗节省，从源头破解了高耗能难题。

不止于科研，揭秘冬奥赛场和粮食安全背后的超强算力

不过，你以为高性能计算机的使命就只在助力基础科学实现突破发展吗？

还记得2015年，北京赢得2022年冬奥会主办权，成为了世界上第一个双奥城市，这是一个令所有国人骄傲自豪的时刻。此后，冬奥会的各项准备工作开始有序推进。上到国家，下至民众，无一不为即将到来的体育盛事而激动。

气象是冬奥会成功举办的关键因素之一。明年冬奥会雪上项目几乎全部在山地特殊气候条件下举行，受天气气候影响，情况十分复杂，需要时间精确到分钟级、空间到百米级的精准赛事气象专项预报、兼顾多方需求的气象信息服务和高水平的沟通组织服务能力。

考虑到此前设备容量和存储性能存在瓶颈，无法支撑高分辨率、高精度的冬奥会特殊需求，北京市气象局综合对比了多家厂商的整体方案，最终选择联想HPC端到端的整体解决方案和服务。

联想的这套高性能计算方案，系统浮点计算能力达到2.3千万亿次/秒，使得北京气象局的核心业务计算能力提高了将近20倍；DSS高端并行存储提供的存储可用容量8.5PB，是原有的存储系统性能的10倍，能满足北京气象局未来三到五年的需求。

不仅如此，高性能计算机还有一个应用领域，与每个人都息息相关，但或许大多数人都想不到，那就是粮食安全。今年6月，华中农业大学携手联想，升级其重点实验室——作物遗传改良国家重点实验室的高性能计算集群和存储设备。

华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室刘浩老师表示，借助联想高性能计算集群，作物遗传改良国家重点实验室可以更快地处理和分析更多的基因测序数据，缩短获得洞察的时间,从而更高效地推进农作物遗传改良，为农业生产提供新品种和新方法，守护国家粮食安全。