中美超算“你追我趕”　中國(guó)優(yōu)勢(shì)可圈可點(diǎn)

新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)５００強(qiáng)榜單１２日在美國(guó)達(dá)拉斯發(fā)布。與半年前的榜單相比，全球格局變化不大，美國(guó)在最快超算上領(lǐng)跑，中國(guó)在數(shù)量上繼續(xù)增長(zhǎng)，而且能效也有所提升。從近幾年的情況看，中美超算“你追我趕”的態(tài)勢(shì)將持續(xù)下去。

中美超算“你追我趕”

始于１９９３年的全球超算５００強(qiáng)榜單由國(guó)際組織“ＴＯＰ５００”編制，每半年發(fā)布一期，是給全球已安裝的超級(jí)計(jì)算機(jī)排座次的知名榜單。

２０１０年１１月，經(jīng)過(guò)技術(shù)升級(jí)的中國(guó)“天河一號(hào)”曾登上榜首，但此后被日本超算趕超。２０１３年６月，“天河二號(hào)”從美國(guó)超算“泰坦”手中奪得榜首位置，并在此后３年“六連冠”，直至２０１６年６月被中國(guó)“神威·太湖之光”取代。今年６月，美國(guó)超算“頂點(diǎn)”超越“四連冠”的“神威·太湖之光”登頂。

在最新公布的榜單中“頂點(diǎn)”擴(kuò)大了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，其處理器數(shù)量從２２８萬(wàn)多個(gè)增加到近２４０萬(wàn)個(gè)，浮點(diǎn)運(yùn)算速度從半年前的每秒１２．２３億億次提升至每秒１４．３５億億次。“神威·太湖之光”的數(shù)據(jù)未發(fā)生變化，浮點(diǎn)運(yùn)算速度依然為每秒９．３億億次，被上期排名第三的美國(guó)“山脊”超越。

“頂點(diǎn)”和“山脊”都由美國(guó)能源部下屬實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，架構(gòu)相似，但超越“神威·太湖之光”成為第二名的“山脊”，其處理器數(shù)量維持在１５７萬(wàn)余個(gè)沒(méi)有增加，而浮點(diǎn)運(yùn)算速度則由７．１６億億次提升到９．４６億億次。

美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)專家、田納西大學(xué)教授杰克·唐加拉對(duì)新華社記者說(shuō)，這是由于“山脊”代碼得到優(yōu)化，重新運(yùn)行后實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)秀的性能。相比而言，“神威·太湖之光”使用了近１０６５萬(wàn)個(gè)自主研發(fā)的“申威”芯片，可見(jiàn)單個(gè)芯片性能尚存在一定差距。

最新榜單第四到第十名依次為：中國(guó)“天河二號(hào)”、瑞士“代恩特峰”、美國(guó)“三一”、日本“人工智能橋接云基礎(chǔ)設(shè)施”、德國(guó)“超級(jí)ＭＵＣ－ＮＧ”及美國(guó)“泰坦”和“紅杉”。

中國(guó)上榜超算增加

榜單顯示，中國(guó)上榜的超算數(shù)量繼續(xù)快速增長(zhǎng)，從半年前的２０６臺(tái)增加到２２７臺(tái)，已占５００強(qiáng)中的４５％以上。在美國(guó)安裝的超算數(shù)量則下降至１０９臺(tái)，創(chuàng)歷史新低。唐加拉認(rèn)為，中國(guó)上榜超算數(shù)量快速增長(zhǎng)是最大的優(yōu)勢(shì)。但在總運(yùn)算能力上，美國(guó)占比３８％，中國(guó)占比３１％，表明美國(guó)超算的平均運(yùn)算能力更強(qiáng)。

另一個(gè)值得關(guān)注的趨勢(shì)是，中國(guó)超算制造商在國(guó)際舞臺(tái)上扮演日益重要的角色，１０大超算生產(chǎn)商中有４家中國(guó)企業(yè)。聯(lián)想公司自半年前成為全球頭號(hào)超算制造商以來(lái)，制造的超算數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)到１４０臺(tái)。另外，浪潮和中科曙光分列亞軍和季軍，分別是８４臺(tái)和５７臺(tái)。華為制造１４臺(tái)，位列第八。

首次躋身超算十強(qiáng)的德國(guó)“超級(jí)ＭＵＣ－ＮＧ”就由聯(lián)想公司制造。聯(lián)想公司稱，這臺(tái)安裝在萊布尼茨超算中心的超算采用了聯(lián)想開(kāi)發(fā)的水冷技術(shù)，比氣冷技術(shù)節(jié)電４５％。該超算用于天體物理學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和生命科學(xué)等研究的同時(shí)，減少了碳排放和運(yùn)行總成本。

中國(guó)超算走向“綠色”

近年來(lái)，超算更加強(qiáng)調(diào)綠色節(jié)能，中國(guó)的進(jìn)步也可圈可點(diǎn)。兩臺(tái)由中科曙光開(kāi)發(fā)的超算進(jìn)入了按能效排名的“綠色超算５００強(qiáng)”前１０名。

２０１５年底到２０１６年底，中國(guó)超算曾三次進(jìn)入“綠色超算”十強(qiáng)，此后該排名一直由日本、美國(guó)和瑞士等國(guó)占據(jù)。最新公布的榜單中，排名第一的是日本的“菖蒲系統(tǒng)Ｂ”，中科曙光的ＨＫＶＤＰ系統(tǒng)和“先進(jìn)計(jì)算系統(tǒng)Ｐｒｅ－Ｅ”分列第六和第十名。

中美兩國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域“你超我趕”的形勢(shì)仍在繼續(xù)。唐加拉認(rèn)為，非量子計(jì)算框架下的超級(jí)計(jì)算機(jī)算力仍有增長(zhǎng)潛力，“并沒(méi)有受到限制，我們還在不斷升級(jí)”。

超級(jí)計(jì)算機(jī)的“下一頂皇冠”將是Ｅ級(jí)超算，即每秒可進(jìn)行百億億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，超算系統(tǒng)規(guī)模、擴(kuò)展性、成本、能耗、可靠性等方面均面臨挑戰(zhàn)。據(jù)有關(guān)人士介紹，中科曙光本周將在達(dá)拉斯舉辦的超算大會(huì)上推出新產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)Ｅ級(jí)計(jì)算奠定基礎(chǔ)。今年５月在天津舉辦的第二屆世界智能大會(huì)上，中國(guó)國(guó)家超算天津中心也展示了新一代Ｅ級(jí)超算“天河三號(hào)”原型機(jī)。（新華社美國(guó)達(dá)拉斯１１月１２日電  記者周舟）