2022年5月12日，天文學與宇宙學重大成果發布，全球科學合作項目EHT（事件視界望遠鏡）發布了銀河系中心具有太陽400萬倍質量的黑洞“人馬座A*”的圖像，這是繼2019年首次發布來自M87室女座橢圓星系中心的黑洞圖像之後，這個項目的第二個重大科學突破。由聯想集團董事長兼首席執行官楊元慶捐贈的上海交通大學“思源一號”高性能計算集羣，在數值模擬與圖像生成中參與了大規模計算，爲最終生成黑洞圖像貢獻了強大算力。

人馬座A*的第一張直接圖像，銀河系中心的黑洞/EHT

拍黑洞“照片”有什么難？

黑洞不是一個新概念。1916年卡爾史瓦西就從數學上發現了第一個表徵黑洞的廣義相對論精確解，在大衆文化中，黑洞通常被理解成一個宇宙中的無底漩渦。實際上，黑洞是極其特殊的天體，它的本體幾乎不散發任何電磁輻射，換句話說就是“看不見”，它幾乎無法通過直接手段進行觀測。所以相當長的一段時間以來，即使對黑洞的理論研究已經持續深入，但它的存在一直缺少真正的觀測證據。

2017年4月5日开始，“事件視界望遠鏡”項目开始對理論預測的兩個可能是超大質量黑洞的特殊的天體進行觀測：分別是距離地球 25000 光年，位於銀河系核心射手座A*，以及距離地球 5300 萬光年的 M87 室女座橢圓星系中心天體。

 “事件視界望遠鏡”不是一個單獨的望遠鏡，而是使用“甚長幹涉基线測量”技術，將分布在全球的數十個射電望遠鏡對目標進行毫米至亞毫米波段的射電觀測的數據整合起來，經過極其精準的原子钟同步之後匯總至一處，最終用模型擬合出一張黑洞的僞色圖像。

高性能計算機有什么用？

本次公布的黑洞圖像，源自於2017年觀測產生的3.5PB數據，相當於3500多台1TB硬盤的筆記版的存儲空間。這些裝着寶貴數據的硬盤由飛機運送到高性能計算機集羣集中處理。理論天文物理學家根據廣義相對論建立了數學模型，經過電腦模擬，最終生成了和預測中一致的黑洞圖像：黑洞的邊界也就是事件視界旁邊明亮外緣與幽暗內緣所形成的對比，看上去就像一個橙色的甜甜圈。

事件視界望遠鏡EHT組織有來自80個研究機構的300多，包括17位中國大陸學者，分別來自中科院上海天文台、上海交通大學等。EHT理論模型與仿真工作組協調員、上海交通大學副教授水野陽介表示：“在成像過程中，我們使用了高性能計算機進行了非常大規模的計算，如上海交通大學的思源一號，數值模擬生成了超過20萬張圖像，我們需要分析每張圖像以選擇出哪些可以再現黑洞附近結構的圖像。”

EHT的觀測數據從全球匯總至高性能計算集羣完成運算

“思源一號”高性能計算集羣總算力爲6千萬億次/秒（雙精度）。在今年11月發布的全球TOP500高性能計算機榜單上，“思源一號”的計算力排名第132位，算力超過哈佛、劍橋等國際名校。在中國高性能計算TOP 100榜單上，它排名12位，中國高校高性能計算排名第一。

在計算密度方面，“思源一號”計算密度是通用數據中心的5倍，需要的機房面積不足通用機房的1/10；在綠色節能方面，中國數據中心的平均PUE（能效比）爲1.9， “思源一號”採用第五代溫水水冷技術，能效比爲1.1，相比傳統風冷散熱方案可節省42%的電力和二氧化碳排放；在能源利用方面，用余熱回收技術，計算機運算過程中產生的余熱，能夠用於研究所球形大廳的冬季供暖、食堂廚房的熱水加熱、地下室除溼，以及實驗室的空調溫控，實現每年950噸的額外碳補償。

高性能計算機已成爲科研核心力量

2021年11月公布的全球高性能計算機TOP500最新榜單顯示，聯想集團自2018年6月榜單起第8次蟬聯制造商份額第一，全球性能最強的500台高性能計算集羣中，聯想集團交付180台，獨佔TOP500中36%的份額。同月，聯想以40套入圍的成績榮獲2021年中國“HPC TOP100年度數量總份額冠軍”，這也是聯想集團第七次成爲中國頂尖高性能計算機TOP100份額冠軍。

包括黑洞研究在內，高性能計算機早已是科學、科技發展不可或缺的尖端工具。過去數年，EHT項目借助高性能計算機等先進工具對黑洞的持續研究，第一次取得了對黑洞周圍事件視界奇特現象的直接觀測結果，完成了對廣義相對論的非凡驗證，相關成果獲得了2020年的諾貝爾物理學獎。聯想集團在中國和全球交付的高性能計算集羣，正在基礎科學前沿研究領域——諸如氣候變化、先進能源、天體物理的研究中，以及在最尖端的工程領域——比如大數據、空氣動力、生命科學等課題中，發揮重要的作用。 點“在看”，想未來