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“超算竞争”中国暂时落后,但一个关键指标仍遥遥领先

来源:新民晚报     作者:新民眼工作室 屠瑜 吴健     编辑:沈小栋     2019-10-18 18:25 | |
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  6月17日至20日,第三十四届国际超级计算大会(超算大会)在德国法兰克福会展中心举行。会议期间,国际组织“TOP500”公布了最新一期全球超级计算机500强榜单,美国超算“顶点”以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度再次登顶。此前连续4次在全球超级计算机中夺冠的“神威·太湖之光”位居第三。

  6月17日,在德国法兰克福,中国超算“神威·太湖之光”团队代表上台领取证书。新华社

  中国超算:仅一个联想就在量上超过了美国

  中国境内有219台超算上榜,在上榜数量上位列第一,美国以116台位列第二,日本、法国、英国和德国依次位居其后。这是2017年11月以来,中国超算上榜数量连续第四次位居第一。

  6月17日,在德国法兰克福,一名男子在第34届国际超级计算大会浪潮集团展台参观。新华社

  中国企业也继续保持上榜数量优势。在此次榜单上,联想、浪潮和中科曙光分别以173台、71台和63台的数量位居全球超算制造商前三位。

  新一期榜单的前四位较上次没有变化。美国能源部下属的橡树岭国家实验室及劳伦斯利弗莫尔国家实验室的“顶点”和“山脊”两台超级计算机蝉联冠亚军。中国的神威·太湖之光和天河二号紧随其后,继续名列第三和第四。

  6月17日,在德国法兰克福,人们参观第34届国际超级计算大会华为公司展台。新华社

  值得关注的是,本次入选500强榜单的全部超算的浮点运算速度均已突破每秒千万亿次。这份榜单的最低“门槛”是每秒1022万亿次。

  全球超级计算机500强榜单始于1993年,由国际组织“TOP500”编制,每半年发布一次,是给全球已安装的超级计算机排座次的知名榜单。

  聚焦E级超算等新技术

  大会以“助力创新”为主题,聚焦E级超算等下一代高性能计算发展及其在科学和商业领域的应用。

  国际超级计算大会联合主席马丁·莫伊尔在开幕式上表示,今年大会主题恰如其分地反映了高性能计算如何推动各领域科学研究和商业进步,随着E级超算技术投入工业应用,将在未来几年进一步助力创新。

  “顶点”(Summit)超级计算机。东方IC

  E级超算是指浮点运算速度达每秒百亿亿次的超级计算机,被公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”,是国际高端信息技术创新和竞争的制高点。

  “如今互联网和各种模拟产生的大量数据要比以前多数个量级,这需要更快、更强的下一代E级超算。”大会主席卢宇彤说,面临硬件挑战的同时,传统的应用模型,包括算法模型等都需要重新设计,“我们希望未来的E级超算系统是能根据用户不同需求来生成和定制的、更智能更高效的系统”。

  “顶点”内部结构。东方IC

  正因为超算综合了硬件、软件、存储和互联等多种技术,国际合作的重要性不言而喻。“要做最快的超算系统,每一个组成部分都应该是最先进的。这就需要国际同行不断交流学习,来促进整个世界高性能计算的技术和应用的繁荣。”

  世界超算大会主席首次由女性科学家担任

  本届大会首次由中国学者、也是首位女性科学家担任大会主席,荣获这份殊荣和承担重任的是来自国家超级计算机广州中心主任卢宇彤教授。ISC大会主席实行每年轮换制,在全球具有突出学术成就、国际影响力和号召力的学者,有望受邀担任ISC大会主席。

  6月17日,德国法兰克福,第34届国际超级计算大会主席、中国国家超级计算广州中心主任卢宇彤在大会开幕式上进行主旨演讲。新华社

  在过去的20多年里,她参与了五代“银河”系统及两代“天河”系统的研制,带领团队研制出全球效率最高的通信系统,还将落户广州的“天河二号”发展成为世界上用户数量最多、应用最广的超算系统之一。她说,自己的目标是做出世界上最好用的超算系统。

  在卢宇彤看来,身处超算这个男性居多数的领域,她有着一套自己的心得体会。“在我们这个领域,虽然女性少一些,但在成长过程中,没有明显的区别。事实上,女性还有不少优势。比如,在对技术整体方案把握的同时,更注重细节。女性在沟通上也有优势,超算这类大工程项目,团队协作非常重要,从硬件到软件到应用,整体性能的提升依靠的是团队的力量。”卢宇彤说。

  “神威·太湖之光”成果促使美国再次发力

  2019-10-18,德国法兰克福国际超算大会(ISC)公布全球超级计算机TOP500榜单,我国研制的“神威·太湖之光”以超第二名近三倍的运算速度夺得第一。

  神威·太湖之光。东方IC

  “美国早已将中国视为最有实力的竞争对手,过去美国政府一直禁止向中国出售高性能计算芯片,就是意图通过限售锁死中国超算快速发展的脚步。”国家超级计算无锡中心主任杨广文说,近15年来,我国从“一穷二白”,最终自主研制出世界上运算能力最强、速度最快的“神威·太湖之光”,这充分体现出我国超算机器的研发水平,现在仍处于世界领先地位。尤其是在超算机器应用上,我国已走在世界前列,充分显示出了中国超算的实力,引起了世界超算界的高度关注。

  2019-10-18,拍摄到的国产芯片“申威26010”。该芯片被“神威·太湖之光”超级计算机所使用。东方IC

  “高性能计算对于国家安全、经济竞争力和应对科学挑战的能力至关重要,若算力不足,很难维持科技发展的持续领先。因此,美国要想继续保持全球超级大国地位,需要在超算领域重回榜首。特别是中国超算取得的这些成绩,对美国政府和研究机构触动很大,其中‘神威·太湖之光’的问世,促使美国加大投入研发新一代超级计算机。”杨广文说。

  世界大国不可回避的“超算之战”

  有报道称,在中美角力超算战场之际,日本也不甘落后,正对下一代超级计算机进行测试,试图在2021年跻身“超算第一集团”。评论称,各国对超级计算机的重视,预示着“超算实力=国力”的时代来临。

  当地时间2019-10-18,国际TOP500组织公布最新全球超级计算机500强排行榜,日本超级计算机“京”则以每秒8162万亿次的实测运算速度跻身榜首。东方IC

  “当你的国家拥有世界排名第一的超级计算机,意味着该国一切繁复的运算、模拟将比别国更快、更准确,”拥有世界运算速度排名第六的“米拉”超级计算机的美国阿贡中心主任米歇尔·帕普卡说,“相应地,该国在最终设计制造周期将大幅度缩短,无论在军事还是民用领域都将获得无可比拟的战略领先优势。”还有专家提到,尽管日本尚被禁止发展核武器,但必要时,该国强大的超算能力能保证在短期内生产出核武器。从这个角度来看,日本超算实力几乎等同于战略武器实力。

  除了军事,超算能力同样能转化为民用,比如天气预报、便捷出行、医疗保障、清洁能源等。有人戏称,人们使用的智能手机运算能力,“秒杀”当年支持“阿波罗”登月的超级计算机。按这个趋势,未来手机的运算能力未必会比现阶段的超级计算机弱。

  正是由于上述原因,各大国都将发展超算能力视为必争的战略要点。谁拥有更强的超算能力,谁就在科技领域拿下一个重要支撑点,从而成为未来世界的主导者,这已成为各国共识。

  中国超算如何应对?

  事实上,我国面对未来一场新的挑战与考验,超前布局了下一代超算,在“十三五”国家重点研发专项中,重点支持三个不同技术路线的E级原型系统即“天河三号”、“曙光”机和“神威”机的研发。可以说,中国E级超算系统研发正在稳步推进。

  据介绍,E级超算比“神威·太湖之光”快8倍,主要满足全球气候变化模拟、天体物理大数据的处理、模拟宇宙的演化、新型材料验证等重大计算需求。发达国家都在抢占发展先机。

  “随着国际竞争和形势变化,中国超算的下一步目标是掌握关键核心技术,包括处理器、光电子元件、3D内存、新型存储设备、应用软件等,加大对大数据与人工智能等新兴超算应用的支撑,全面打造国产超算生态环境,实现可持续创新发展。”中国高性能计算重点研发专项总体组组长、中山大学数据科学计算机学院院长钱德沛说。

  新民眼工作室 屠瑜 吴健

  资料|新华社、人民日报、科技日报等

  编辑|风正龚紫珺

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