我國E級超算研發(fā)路線圖亮相國際舞臺

來源：北京日報 2016-11-16

　　我國高性能計算領(lǐng)軍企業(yè)中科曙光15日對外宣布，美國時間14日（北京時間15日），由其牽頭的E級計算系統(tǒng)研發(fā)路線圖在美國發(fā)布。這是中國E級計算系統(tǒng)研發(fā)路線圖首次亮相國際舞臺。

　　2016年全球超級計算大會（SC16）13日至18日在美國鹽湖城舉行。新一期超算500強榜單14日在大會上公布。中國超級計算機“神威·太湖之光”與“天河二號”分別奪得第一名和第二名，相比第三名美國“泰坦”速度優(yōu)勢巨大。中國超算總體表現(xiàn)也很出色，以171臺的上榜總數(shù)與美國并列第一。

E級超算：戰(zhàn)略“制高點”

　　E級高性能計算機是指每秒可進行百億億次計算的超級計算機，被全世界公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”，是各國競相角逐的戰(zhàn)略“制高點”。

　　據(jù)了解，目前，美國、歐洲、日本等國家和地區(qū)都提出了自己的E級超算研發(fā)計劃。在我國“十三五”高性能計算專項課題中，中科曙光、國防科技大學(xué)以及江南計算技術(shù)研究所同時獲批牽頭E級高性能計算的原型系統(tǒng)研制項目，形成了中國E級高性能計算“三頭并進”的局面。

　　除了追求更快的計算速度，E級計算的研發(fā)更面臨著“功耗墻”、“編程墻”、“存儲墻”、“可靠性墻”幾方面的挑戰(zhàn)。

　　針對上述挑戰(zhàn)，中科曙光分別從計算系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、存儲架構(gòu)、系統(tǒng)軟件、冷卻系統(tǒng)、應(yīng)用支撐等多方面提出了E級系統(tǒng)的解決方案，來驗證E級高性能計算機研制開發(fā)的可行性。

　　中科曙光總裁歷軍介紹說，中科曙光的“E級高性能計算機原型系統(tǒng)”目前已經(jīng)進入了研制階段，原型系統(tǒng)的研制可以驗證計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)冷卻和可靠性等方面關(guān)鍵技術(shù)，對關(guān)鍵技術(shù)難點進行測試和改進，為最終建造完整系統(tǒng)掃清障礙。

　　“曙光E級高性能計算機原型系統(tǒng)研制項目可以良好支撐高性能計算、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)、云計算等多領(lǐng)域的應(yīng)用。”中科曙光高性能產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理曹振南說。

　　多年來，中科曙光在國家“863”計劃重大專項支持下，一直致力于在高性能計算機領(lǐng)域的探索與研發(fā)，從曙光一號、曙光1000到曙光6000，先后研制成功了百萬億次和千萬億次高性能計算機系統(tǒng)。

“我們還處于追趕的態(tài)勢”

　　在美國鹽湖城舉行的2016全球超級計算大會上，由中國國家并行計算機工程技術(shù)研究中心研制、安裝在國家超級計算無錫中心的超級計算機“神威·太湖之光”再次奪得全球超算500強榜單冠軍，中國上榜超算總數(shù)也與美國并列第一。但國家超級計算無錫中心副主任、清華大學(xué)副教授付昊桓認為，中國在超算領(lǐng)域“還處于追趕的態(tài)勢”。

　　“神威·太湖之光”的峰值計算速度達到12.54億億次每秒，這是全球首個突破10億億次的超級計算機；持續(xù)計算速度達到9.3億億次每秒，是第二名“天河二號”的近3倍。今年6月，“神威·太湖之光”橫空出世，在每半年發(fā)布一次的超算500強榜單上奪冠。對于蟬聯(lián)冠軍，付昊桓在接受新華社記者專訪時說，純屬意料之中，沒有太大懸念，“比我們更快的系統(tǒng)可能還需要一到兩年時間才能出來”。

　　算上此前“天河二號”的六連冠，中國已連續(xù)4年占據(jù)全球超算排行榜的最高席位。付昊桓認為，某種程度上，這與中美超算發(fā)展規(guī)劃不同有關(guān)。在“天河二號”2013年奪冠前，美國的“紅杉”與“泰坦”曾于2012年先后奪得超算冠軍，之后美國規(guī)劃的是接近20億億次每秒甚至30億億次每秒運算能力的系統(tǒng)，而中國規(guī)劃的是10億億次每秒運算能力的系統(tǒng)，兩國規(guī)劃正好錯開，“所以中國超算奪得第一其實也是一個時間差問題”。

　　“神威·太湖之光”實現(xiàn)了包括處理器在內(nèi)的所有核心部件全部國產(chǎn)化，第二名“天河二號”使用英特爾芯片。付昊桓說，去年年初，美國政府把與超算相關(guān)的4家中國機構(gòu)列入芯片技術(shù)限制出口名單后，“天河二號”的升級受到一定影響，第二期的建設(shè)需要采用其他技術(shù)，“這說明在這些戰(zhàn)略性科研領(lǐng)域，還是需要強調(diào)自主可控，有自己的技術(shù)做支撐”。

　　對于中美上榜超算數(shù)量并列第一，付昊桓說，不能簡單地看臺數(shù)，因為美國實際上有許多超算系統(tǒng)沒有申請進榜，比如谷歌做深度學(xué)習(xí)的一些“大機器”。當然，中國也有一些類似超算系統(tǒng)沒有申請進榜。

　　“所以我們業(yè)內(nèi)的判斷是，‘天河二號’也好，我們的全自主技術(shù)的‘神威·太湖之光’也好，是我們這么多年高性能計算硬件與軟件發(fā)展成果積累的體現(xiàn)。但也要看到在超算領(lǐng)域美國和日本的積累比我們更加深厚，各方面的技術(shù)比我們更領(lǐng)先，所以我們處于追趕的態(tài)勢，”他說。

　　據(jù)付昊桓介紹，迄今已有上百家研究單位利用“神威·太湖之光”做“算題”，共有60多項重要應(yīng)用課題，涉及天氣氣候、航空航天、海洋環(huán)境、生物醫(yī)藥、船舶工程、材料等應(yīng)用領(lǐng)域，其中與大氣變化、全球海浪變化以及鈦合金微結(jié)構(gòu)演化相關(guān)的3個應(yīng)用入圍今年高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎“戈登貝爾獎”提名。這個獎項將在此次鹽湖城大會上公布結(jié)果。

　　據(jù)付昊桓透露，他們正在進行相關(guān)市場化準備。“我們可能在今年年底會有一些小型化的超算服務(wù)器。‘神威·太湖之光’是一個很好的系統(tǒng)，但一般用戶不需要這么強的功能，所以我們現(xiàn)在也在考慮把超算相關(guān)技術(shù)推向市場，我們可能會研制一些中小型設(shè)備提供給國內(nèi)外用戶使用，它們的所有部件都是我們自己生產(chǎn)的”。

中國正成為全球超算舞臺有力競爭者

　　全球超級計算機500強排行榜主要編撰人之一、美國勞倫斯伯克利國家實驗室副主任霍斯特·西蒙14日在接受新華社記者專訪時說，中國在高性能計算領(lǐng)域已經(jīng)取得巨大進步，正成長為全球超算舞臺上的有力競爭者。

　　西蒙說，超算對科學(xué)、經(jīng)濟與軍事等多個領(lǐng)域具有重要意義，自2000年以來中國在超算技術(shù)方面大力投資，現(xiàn)在中國在這個領(lǐng)域已經(jīng)到達“一個非常、非常、非常有競爭力的階段”。

　　但西蒙并不認為中國已經(jīng)成為超算強國。他說，超算是一個整體生態(tài)系統(tǒng)，它包括硬件、軟件、應(yīng)用以及培訓(xùn)下一代科學(xué)家等，此外大學(xué)、研究機構(gòu)和企業(yè)也應(yīng)積極參與其中，但要同時做到這些不同方面非常困難。中國在努力去做美國可能花了20年做的事情，希望能在較短時間內(nèi)完成這些工作，但“我認為中國還是需要稍微長一點的時間。從這個意義上說，中國仍然還有一系列事情需要去完成”。

　　中國在超算應(yīng)用上的進展讓西蒙印象深刻。他回憶說，2010年“天河一號”在超算500強榜單上奪冠時，這個超算系統(tǒng)距應(yīng)用還有很長的距離；但今年6月“神威·太湖之光”登頂榜單時，中方就介紹了好幾個應(yīng)用，這些應(yīng)用都很棒，而且中國科學(xué)家現(xiàn)在也以更快的速度學(xué)會怎樣使用這個系統(tǒng)。

　　“我認為已經(jīng)有了很明顯的進展，”西蒙在大會會議間歇對新華社記者說，“中國可能還有一些其他的不足，但很顯然，考慮到硬件有了、應(yīng)用有了、基礎(chǔ)設(shè)施有了，有很多支持，中國在使用超算上已經(jīng)取得巨大進步。”

　　西蒙認為，中國超算發(fā)展不僅僅是超算自身的事，還關(guān)系到中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。中國每年進口的芯片數(shù)額巨大，存在巨大的半導(dǎo)體貿(mào)易赤字，所以中國發(fā)展超算是減少這種赤字的“一個很好的深思熟慮的”戰(zhàn)略的一部分。

　　“中國進口了大量半導(dǎo)體（指芯片），而今天半導(dǎo)體在所有地方都有應(yīng)用，尤其在空間領(lǐng)域和汽車行業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)也是到處需要芯片，所以中國要發(fā)展高端生產(chǎn)，顯然需要在半導(dǎo)體方面大量投資，以取得更大的國內(nèi)生產(chǎn)份額。我認為這是一個大問題。超算只是整個戰(zhàn)略的一部分，”他說。

　　（綜合新華社報道）

編輯：苑苑