明年我國將打造出完全自主的“天河三號”E級超級計算機(jī)，運算能力相比“天河一號”能夠提升200倍。

超算榜再次來襲。

今日新一期全球超級計算機(jī)500強(qiáng)榜單火熱出爐，美國超級計算機(jī)“頂點”再次奪冠，中國持續(xù)擴(kuò)大了數(shù)量層面的領(lǐng)先。榜單顯示，中國境內(nèi)共有228臺超算上榜，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。美國則以117臺位居第二，日本、法國、德國依次位居其后。這也是自2017年11月以來，中國超算上榜數(shù)量連續(xù)五次位居第一。

與美國超算在總算力上進(jìn)一步縮小差距

新一期全球超級計算機(jī)500強(qiáng)榜單在美國丹佛發(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，也是由美國能源部下屬勞倫斯利弗莫爾國家實驗室開發(fā)的“山脊”、中國超算“神威·太湖之光”、“天河二號”排在二、三、四位。奪冠的“頂點”則由美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室開發(fā)，浮點運算速度達(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。從總算力上來看，美國超算占比37.1%，中國超算占比32.3%；半年前，美國超算占比38.4%，中國超算占比29.9%，由此可見，總算力上中國與美國的差距正在進(jìn)一步縮小。

其實中美兩國在超算領(lǐng)域的追逐已經(jīng)持續(xù)了數(shù)年，此前中國的“神威·太湖之光”曾多次奪得了冠軍，而美國的“頂點”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“頂點”和“神威·太湖之光”的運算速度優(yōu)勢并沒有進(jìn)一步擴(kuò)大。

不過從超級計算機(jī)所應(yīng)用到的芯片而言，中國依然處于很大的劣勢。排在榜單前兩位的“頂點”和“山脊”都采用了IBM生產(chǎn)的Power9中央處理器，且從市場占有率的層面來看，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%的超級計算機(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)用的芯片是由中國自主研發(fā)的“申威”芯片，但更多中國企業(yè)研發(fā)的超級計算機(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級超算時代，誰能稱王？

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

美國在2018年4月公布的一份需求方案說明書中表示，將投資18億美元開發(fā)至少兩臺新的百億億次級超級計算機(jī)，以謀求美國在高性能計算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。但事實上，據(jù)說明書的內(nèi)容顯示，美國能源部計劃開發(fā)的百億億次級超級計算機(jī)總共有3臺，第三臺屬于“潛在系統(tǒng)”，最終是否要開發(fā)需要視情況而定。

而這已經(jīng)是美國能源部第二次決定斥巨資開發(fā)百億億次級超算系統(tǒng)了，其第一臺百億億次級超算A21目前處于開發(fā)階段，并且會部署于阿貢國家實驗室，將于2021年投入使用。去年4月擬定開發(fā)的兩臺超算計劃于2022年和2023年，部署在橡樹嶺國家實驗室和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室，以此滿足能源部科學(xué)辦公室先進(jìn)科學(xué)計算研究項目，國家核安全管理局高級仿真和計算項目的需求。

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

去年7月，國家超級計算天津中心傳來消息，我國自主研發(fā)的新一代百億億次級超級計算機(jī)“天河三號”E級原型機(jī)已經(jīng)完成研制部署，并且順利通過了分項驗收。不僅如此，“天河三號”還采用了三種國產(chǎn)自主高性能計算和通信芯片，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，包括四類計算、存儲和服務(wù)結(jié)點，計算處理、高速互連、并行存儲、服務(wù)處理等硬件分系統(tǒng)，以及系統(tǒng)操作、并行開發(fā)、應(yīng)用支撐和綜合管理等軟件分系統(tǒng)，均是我國自主設(shè)計。

按照計劃，明年我國將打造出完全自主的“天河三號”E級超級計算機(jī)，運算能力相比“天河一號”能夠提升200倍。

國家超級計算天津中心應(yīng)用研發(fā)部部長孟祥飛表示，他們將依托“天河三號”構(gòu)建超級計算與云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能深度融合的高性能計算服務(wù)平臺，用于長效高分辨率氣候氣象預(yù)報、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)模計算與模擬。

總體來看，中國的超算在硬件、軟件、算力等多個方面都在縮小與美國的差距。

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