021年12月14日，今天，上海交通大学一场活动，改写着中国甚至是全球顶尖大学科研设施的技术格局，“思源一号”高性能计算中心正式揭牌，这个名字虽然文字彬彬，但内藏的科技与性能确如野兽一般。“思源一号”每秒6000000000000000次浮点运算能力，有多少个0，慢慢数一下。
如果你不理解上面数字的含义，我可以大概普及一下。“思源一号”在中国高校算力中排名第一，在全球高校算力中排名前列，至此，“思源一号”打破了全球顶级高校前列超算中心中没有中国身影的局面。排在其身后的，有哈佛、剑桥等一众名校。如果，我再告诉你，这两所大学分别出过超过160位和120位诺贝尔奖得主，也就是说，这些宇宙最顶尖的科学家都未必用过这么先进的设备！他们最重要的科研设施之一，开始落后于我们了！
这么厉害的“思源一号”从哪来的？
我们要把时间拉回到2021年4月10日，在上海交通大学125周年校庆时，杨元庆以个人名义出资向其母校捐赠一套价值1亿的高性能计算中心，并将其命名为“思源一号”，“思源一号”于2021年9月底落成，11月投入运营使用。
杨元庆与上海交大师生交流，身后为“思源一号”“思源一号”安置在了交大的李政道研究所。李政道是谁？诺贝尔物理学奖获得者，因在宇称不守恒、李模型、相对论性重离子碰撞（RHIC）物理、和非拓扑孤立子场论等领域的贡献闻名。
李政道研究所
2016年上海交大的官网上写到，党委书记姜斯宪表示，为贯彻落实习近平总书记对李政道先生倡议在中国建立类似玻尔研究所的研究基地的重要批示精神，经过一年多的深入探讨，教育部、科技部和上海市政府批准同意依托上海交通大学成立“李政道研究所”，这既是国家与上海市努力打造世界级研究机构的有力举措，也是把上海建设成为有全球影响力的科技创新中心的重要支撑。
上面有一个很重要的信息——对标玻尔研究所，这里是著名的量子力学发源地，科学界视其为殿堂级的科研场所。也就是说，我们中国也要建设出世界上最顶级的科研圣地！目前，中科院院士张杰担任李政道研究所新任所长。
2003年至2006年张杰担任中美高能物理会谈中方代表团团长，在李政道的言传身教下工作，并被李政道称为“忘年至交”。成立五年后，李政道研究所迎来了全球高校第一梯队的高性能计算中心，中国的基础科研按下了快进键。
“思源一号”它厉害在哪？
这个家伙的算力在前面说过了，现在揭晓答案——6千万亿次/秒（双精度），其中CPU提供了5.1千万亿次，GPU提供了约0.9万亿次。Linpack效率高达70%。全球HPC TOP500排名 132位，中国HPC TOP100排名第12位。
它采用了以下先进技术：
1）联想第五代海神温水冷服务器；（不要小看这个温水水冷技术，这是超算安全、稳定、节能运行最关键的技术，下面会详细介绍，全世界的竞争对手都在羡慕嫉妒恨）
2）Intel最新Whitley平台，Icelake CPU；
3）英伟达最新安培架构 A10040GNVLINK GPU；
4）水冷高速低延迟网络100G IB网络。
除计算力外，系统还具备以下亮点：
1）超高计算密度与功耗密度：实现6千万亿次的计算能力，仅需要14个机柜，一般通用数据中心需要70个机柜才能达到类似算力，计算密度是通用数据中心的5倍，需要的机房面积不足通用机房的1/10。这个家伙的占地仅有300平米！
2）温水冷带来的绿色节能：中国数据中心的平均PUE 1.9，意味着每用1度电计算，就需要额外0.9度电给计算设备进行散热。而“思源一号”由于采用了联想第五代温水冷技术，系统PUE（能源利用效率）可以到1.1，与通用风冷计算设备比较节省电力和CO2排放 42%。由于90%的计算器件产生的热量将通过冷板中流动的温水带走，因此减少了系统风扇功耗。同时由于流动的是50-60°温水，因此可以充分利用环境来散热，从而节省了因使用空调压缩机而带来的额外散热能耗。
3）余热回收：系统通过温水散热，进水温度50°，出水温度60°。从而使得余热回收成为可能。目前这套系统产生的余热将为以下基础设施进行供热：1）冬天的供暖；2）食堂厨房的热水加热；
3）地下室的除湿；
4）实验室的空调温控。通过利用余热回收再利用替代原来需要消耗的电力、燃气能源，能够实现每年950吨，约10%左右的额外碳排补偿，同时每年将为客户节省150万以上的费用。
这是一套算力强！占地小！绿色节能！安全稳定！的超级计算中心。
既然这么厉害，“思源一号”都能用来干什么？
作为上海交通大学的科研中坚力量，他们在科研工作中会常常运用到“思源一号”。那么它主要会用来干什么呢，我们先看看李政道研究所的研究方向。中科院高能所对其的介绍是，李政道研究所在粒子与核物理、天文与天体物理、量子基础科学三个方向开展研究，聚焦于“进行暗物质与暗能量的研究，寻找宇宙中极大和极小间的关联，探索自然界最基本和最深刻的相互作用规律”。
已在暗物质与中微子物理、实验室天体物理、量子物质探索、拓扑超导量子物理、暗能量研究、黑洞、系外行星等领域开展了前沿研究。
经与国际学术咨询委员会讨论，确定研究所的主要研究方向包括宇宙的起源和演化、时空和基本物理规律起源、暗物质与暗能量、新奇量子态、量子计算和量子信息等，此外还将探索更加有效的办法将计算机运用于物理学前沿科研活动中以及如何利用涌现现象为研究宇宙开辟新的研究窗口。
总结下来就是，粒子、核、天体、宇宙起源、量子，几乎涵盖了全世界最顶尖的方向，如果没有强大的计算设备，同一个细节的课题，恐怕我们会落后国外几年才能得到答案。
除了研究所，我们再看看交大学生和老师研究的例子：
▪ 钟博子韬，生命与科学学院本科，电院计算机系本科 。研究方向聚焦于生物学和计算机科学的交叉领域，包括分子动力学模拟，深度学习在蛋白质结构计算中的应用等。代表性研究课题为高通量AlphaFold蛋白质结构预测。
▪ 左思成，电院计算机系研二学生。研究方向为高性能计算以及计算机体系结构相关方面的研究。参与过的项目包括ARM架构芯片的评测，如鲲鹏920，AmpereAltra；格点量子色动力学在超算平台上的并行优化。同时，活跃于国内许多超算类赛事的赛场上。
▪ 薛峤，物理与天文学院大三学生。目前正在跟随组内博士生开发一套利用照相系统分析海水光学性质的全新方法学。
▪ 上海交通大学物理与天文学院陈民教授。主要研究方向——激光尾波加速和辐射、强场QED等离子体物理。
▪ 上海交通大学物理与天文学院张骏教授。主要研究方向——宇宙大尺度结构的形成以及其背后的物理规律。
▪ 上海交通大学物理与天文学院王伟教授。主要研究方向——重味物理理论，工作集中在重味强子弱衰变和量子色动力学方向。
▪ 李政道研究所博士后研究员邹海源。主要研究方向——强关联多体系统，量子计算和动力学，冷原子系统等。 例子太多，无法一一例举。作为“思源一号”的捐赠人杨元庆，在揭牌仪式上感慨的表示“它终于可以正式服务于母校基础科研和重大项目之中，赤兔马遇到了关将军，物尽其用。思源精神不仅是我对母校的情怀，也是联想对社会和国家的使命和责任。我们将一起努力，为推动国家科技和产业发展贡献更多力量。”
最后，想起交大闵行校区的一句标语——祖国终将选择那些选择了祖国的人。向我们的科学家致敬，祝愿他们能够实现心中的科学梦想。
