明年我國(guó)將打造出完全自主的“天河三號(hào)”E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，運(yùn)算能力相比“天河一號(hào)”能夠提升200倍。

超算榜再次來(lái)襲。

今日新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單火熱出爐，美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”再次奪冠，中國(guó)持續(xù)擴(kuò)大了數(shù)量層面的領(lǐng)先。榜單顯示，中國(guó)境內(nèi)共有228臺(tái)超算上榜，上榜數(shù)量蟬聯(lián)第一，與半年前發(fā)布的榜單相比增加了9臺(tái)。美國(guó)則以117臺(tái)位居第二，日本、法國(guó)、德國(guó)依次位居其后。這也是自2017年11月以來(lái)，中國(guó)超算上榜數(shù)量連續(xù)五次位居第一。

與美國(guó)超算在總算力上進(jìn)一步縮小差距

新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單在美國(guó)丹佛發(fā)布，相比半年前的榜單前十名排名，最新榜單前十排名并未發(fā)生改變，也是由美國(guó)能源部下屬勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的“山脊”、中國(guó)超算“神威·太湖之光”、“天河二號(hào)”排在二、三、四位。奪冠的“頂點(diǎn)”則由美國(guó)能源部下屬橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到了每秒14.86億億次，與半年前的速度相同。

榜單顯示，聯(lián)想、中科曙光以及浪潮位居全球超算制造商的前三位。從總算力上來(lái)看，美國(guó)超算占比37.1%，中國(guó)超算占比32.3%；半年前，美國(guó)超算占比38.4%，中國(guó)超算占比29.9%，由此可見(jiàn)，總算力上中國(guó)與美國(guó)的差距正在進(jìn)一步縮小。

其實(shí)中美兩國(guó)在超算領(lǐng)域的追逐已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年，此前中國(guó)的“神威·太湖之光”曾多次奪得了冠軍，而美國(guó)的“頂點(diǎn)”則是在2018年6月首次登頂之后連續(xù)四次奪得了冠軍，不過(guò)“頂點(diǎn)”和“神威·太湖之光”的運(yùn)算速度優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有進(jìn)一步擴(kuò)大。

不過(guò)從超級(jí)計(jì)算機(jī)所應(yīng)用到的芯片而言，中國(guó)依然處于很大的劣勢(shì)。排在榜單前兩位的“頂點(diǎn)”和“山脊”都采用了IBM生產(chǎn)的Power9中央處理器，且從市場(chǎng)占有率的層面來(lái)看，英特爾仍然是中央處理器領(lǐng)域的“佼佼者”，最新一期超算500強(qiáng)榜單中，約94%的超級(jí)計(jì)算機(jī)都采用的是英特爾“至強(qiáng)”或者“至強(qiáng)融核”處理器。

雖然“神威·太湖之光”應(yīng)用的芯片是由中國(guó)自主研發(fā)的“申威”芯片，但更多中國(guó)企業(yè)研發(fā)的超級(jí)計(jì)算機(jī)仍采用英特爾的芯片，想改變這一現(xiàn)象，還需要更多的努力。

E級(jí)超算時(shí)代，誰(shuí)能稱王？

前面已經(jīng)提到，奪冠的“頂點(diǎn)”浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到了每秒14.86億億次，而在未來(lái)，E級(jí)超算將會(huì)成為超算領(lǐng)域的新戰(zhàn)場(chǎng)。E級(jí)超算也就是百億億次超算，從頂點(diǎn)的14.86億億次浮點(diǎn)運(yùn)算速度到百億億次，中間有著巨大的發(fā)展空間，中美兩國(guó)也高度重視E級(jí)超算，且早已開(kāi)始布局。

美國(guó)在2018年4月公布的一份需求方案說(shuō)明書(shū)中表示，將投資18億美元開(kāi)發(fā)至少兩臺(tái)新的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，以謀求美國(guó)在高性能計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。但事實(shí)上，據(jù)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容顯示，美國(guó)能源部計(jì)劃開(kāi)發(fā)的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)總共有3臺(tái)，第三臺(tái)屬于“潛在系統(tǒng)”，最終是否要開(kāi)發(fā)需要視情況而定。

而這已經(jīng)是美國(guó)能源部第二次決定斥巨資開(kāi)發(fā)百億億次級(jí)超算系統(tǒng)了，其第一臺(tái)百億億次級(jí)超算A21目前處于開(kāi)發(fā)階段，并且會(huì)部署于阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，將于2021年投入使用。去年4月擬定開(kāi)發(fā)的兩臺(tái)超算計(jì)劃于2022年和2023年，部署在橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，以此滿足能源部科學(xué)辦公室先進(jìn)科學(xué)計(jì)算研究項(xiàng)目，國(guó)家核安全管理局高級(jí)仿真和計(jì)算項(xiàng)目的需求。

而我國(guó)則在2016年就啟動(dòng)了E級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)計(jì)劃，“天河三號(hào)”就是計(jì)劃的一部分。據(jù)悉計(jì)劃整體分為兩期啟動(dòng)，第一期的任務(wù)是研究“E級(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)”、研制三臺(tái)E級(jí)原型樣機(jī)；第二期的任務(wù)則是具體研制E級(jí)計(jì)算機(jī)。

去年7月，國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心傳來(lái)消息，我國(guó)自主研發(fā)的新一代百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)已經(jīng)完成研制部署，并且順利通過(guò)了分項(xiàng)驗(yàn)收。不僅如此，“天河三號(hào)”還采用了三種國(guó)產(chǎn)自主高性能計(jì)算和通信芯片，分別是“邁創(chuàng)”眾核處理器、高速互連控制器和互連接口控制器。另外，包括四類計(jì)算、存儲(chǔ)和服務(wù)結(jié)點(diǎn)，計(jì)算處理、高速互連、并行存儲(chǔ)、服務(wù)處理等硬件分系統(tǒng)，以及系統(tǒng)操作、并行開(kāi)發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)，均是我國(guó)自主設(shè)計(jì)。

按照計(jì)劃，明年我國(guó)將打造出完全自主的“天河三號(hào)”E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，運(yùn)算能力相比“天河一號(hào)”能夠提升200倍。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心應(yīng)用研發(fā)部部長(zhǎng)孟祥飛表示，他們將依托“天河三號(hào)”構(gòu)建超級(jí)計(jì)算與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能深度融合的高性能計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，用于長(zhǎng)效高分辨率氣候氣象預(yù)報(bào)、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、腦科學(xué)與基因工程等一系列超大規(guī)模計(jì)算與模擬。

總體來(lái)看，中國(guó)的超算在硬件、軟件、算力等多個(gè)方面都在縮小與美國(guó)的差距。

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