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        中美歐日展開“E級超算”大戰(zhàn)

        2018-06-11 04:23:15魏云峰馬俊
        環(huán)球時報 2018-06-11

        本報特約記者 魏云峰 本報記者 馬俊

        美國于8日宣布成功研制運算速度高達每秒20億億次的新一代超級計算機“頂點(Summit)”。憑借這臺“當今世界最強大、最智能的超級計算機”,美國重新奪回失落5年之久的超算“世界第一”寶座。在外界對此熱議不休的同時,處于超算研制競賽第一集團的美國、中國、歐洲和日本卻在潛心為運算速度達到每秒百億億次的E級超算展開更激烈的比拼,畢竟它才是“超算界的下一頂皇冠”。

        美國超算重回世界第一

        美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室在官網(wǎng)發(fā)布了新一代超級計算機“頂點”,并宣布它成為世界上最強大、最智能的科學超級計算機,超越了此前排名世界第一的中國“神威·太湖之光”。IBM首席執(zhí)行官吉尼·羅曼提在接受采訪時表示:“‘頂點的浮點運算速度峰值為每秒20億億次,比美國目前排名最高的‘泰坦強8倍?!泵缆?lián)社稱,“頂點”的峰值速度比普通筆記本電腦快了一百萬倍,幾乎是中國“神威·太湖之光”峰值速度的兩倍,后者的運算速度為每秒12.5億億次。

        美國能源部長里克·佩里說,“頂點”超算將給能源研究、科學發(fā)現(xiàn)、經(jīng)濟競爭力和國家安全帶來深遠影響。美能源部今年將啟動遴選科學項目,申請使用“頂點”超算的科學項目已開始排隊。此外,“頂點”還能整合人工智能(AI),尋找疾病的治療新方法等?!堵槭±砉た萍荚u論》雜志則說得更直白——“全世界的超級計算機都被用來進行研究和研制新武器。如果美國擁有最強大的超級計算機,美國的研究人員和武裝部隊就會具備更多的優(yōu)勢。”

        《環(huán)球時報》記者注意到,橡樹嶺國家實驗室發(fā)布“頂點”超算的時間,恰逢新一期“全球超算500強”榜單6月發(fā)布之前。自2013 年以來,中國超算一直牢牢占據(jù)著該排名榜的榜首位置,讓美國倍感壓力。美國總統(tǒng)特朗普上臺后大幅削減科研經(jīng)費,卻對超算額外開恩,甚至還增加撥款,可見其重視程度。如今美國卡著時間節(jié)點,力求將“頂點”穩(wěn)妥地送回“全球超算500強”榜首位置,也算是“用心良苦”。

        中國計算機學會高性能計算專業(yè)委員會秘書長、國家超算濟南中心主任張云泉10 日告訴《環(huán)球時報》記者,對于美國新一代超算今年的反超,其實業(yè)內(nèi)早有預期。他介紹說,鑒于中國當前運算速度最快的超算“神威·太湖之光”和“天河二號”最近幾年都沒有大幅升級的計劃,因此預計美國“頂點”還將占據(jù)“全球超算500強”榜首一段時間。不過由于參與“全球超算500 強”排名的超算是由企業(yè)和高校、研究所等自行申報,未來也不排除其他此前未公開的超算“異軍突起”的可能。

        E級超算時間表,中國領(lǐng)先

        “神威·太湖之光”和“天河二號”沒有升級計劃,并不代表中國放棄了超算競爭,而是集中精力發(fā)展革命性的E級超算。在超算研制競賽的無休止角逐中,“全球超算500強”的排名變化不過是“小插曲”,美國、中國、歐洲和日本都在以舉國之力對E級超算進行攻關(guān)。

        張云泉透露,美國同時上馬了兩個E級超算項目,其中一個走成熟路線,采用相對成熟的技術(shù)以節(jié)省時間,爭奪最早研制出E級超算的“桂冠”,預計將在2021年發(fā)布;另一個項目則集中各種先進技術(shù),不惜代價謀求在E級超算中的長期霸主地位。相比之下,歐洲和日本的E級超算推出時間相對落后,基本都在2022年之后。

        按照中國的時間表,中國最早有望在2020年發(fā)布E級超算。目前中國同時啟動了三大E級超算原型系統(tǒng)的研發(fā),分別是國防科大和天津超算中心的“天河三號”、中科曙光的E級超算以及江南所和濟南超算中心的“神威”E級超算。

        張云泉表示,其中“天河三號”采取的技術(shù)路線與日歐類似,都是基于ARM構(gòu)架處理器;中科曙光則選擇了類似于美國主流超算的CPU+GPU技術(shù)路線;“神威”采用的是眾核異構(gòu)體系?!爸袊@三大項目囊括了當今世界E級超算的三大技術(shù)流派,而且核心處理器都是國產(chǎn)的。它們將相繼發(fā)布用于技術(shù)驗證的E級超算原型機,未來中國將同步推出至少兩個、甚至三個E級超算?!?/p>

        必須承認的是,各國在E級超算項目上的激烈競爭,恰恰也說明了其研制的難度之高。張云泉介紹說,E級超算不但運算速度超過每秒百億億次,而且對于其能耗、可靠性以及開發(fā)百億億次級應(yīng)用程序等方面都有嚴苛的要求,因此被稱為“超算界的下一頂皇冠”。

        《熊出沒》也用上“天河二號”

        《環(huán)球時報》記者注意到,美國對“頂點”的介紹中突出了它與AI的相關(guān)應(yīng)用。張云泉表示,科學界在超算的研制中,發(fā)現(xiàn)它與AI有天然的密切聯(lián)系,尤其是在基本架構(gòu)等方面與當前AI采用的技術(shù)頗有共通之處,因此“超算+AI”也被視為未來超算應(yīng)用的重要發(fā)展路徑,例如依托超算和人工智能的智慧城市,或許將成為現(xiàn)實。

        超算對運算速度的追求沒有止境嗎?這樣高速的超算到底用在什么地方?張云泉說,必須要承認,超算的性能是永遠不夠用的,在材料科學、物理、化學、生物、能源、太空等很多領(lǐng)域,超算應(yīng)用只能“委屈”地降低精度要求、規(guī)模要求來配套現(xiàn)有超算的性能。事實上,不但那些高精尖領(lǐng)域離不開超算,如今我們生活也與超算有越來越緊密的聯(lián)系,例如手機收到的精準天氣預報就有超算的功勞,甚至動畫片的渲染也大量采用超算協(xié)助。據(jù)介紹,“天河二號”參與過上百部動畫的渲染與特效制作,其中就有大家熟知的《熊出沒》。

        張云泉提醒說,總體而言,雖然中國超算的硬件方面已取得諸多成就,但在超算的應(yīng)用領(lǐng)域仍與美國有較大差距。盡管我們的超算在許多大型科學計算方面已有更多應(yīng)用,但在其廣度和深度、特別是商業(yè)化開發(fā)領(lǐng)域,仍存在諸多不足。這也是中國超算未來發(fā)展必須要解決的一個問題。此外,超算是一個交叉學科,由計算機科學、計算數(shù)學、行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用知識三方面構(gòu)成,對人才要求非常高。目前國家對相關(guān)人才的需求很大,但實際數(shù)量遠遠不足?!?/p>

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