《電子技術(shù)應(yīng)用》
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10萬(wàn)顆美國(guó)芯 龍芯能否撐起天河超算?

2015-04-23

       沒(méi)事不惹事,,事來(lái)了也不怕事?!薄?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/天河二號(hào)" title="天河二號(hào)" target="_blank">天河二號(hào)”主任設(shè)計(jì)師盧宇彤借用主持人汪涵在湖南衛(wèi)視節(jié)目《我是歌手》中說(shuō)過(guò)的一句話,表達(dá)她對(duì)美國(guó)限售芯片事件的看法,。她透露說(shuō),,“天河二號(hào)”的升級(jí)目標(biāo)肯定能實(shí)現(xiàn),時(shí)間也在可控范圍內(nèi),。

  盧宇彤是在19日舉行的中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)青年計(jì)算機(jī)科技論壇(CCF YOCSEF)特別論壇上發(fā)布上述消息的,。這也是美國(guó)公布“限售令”以來(lái)中國(guó)“天河”團(tuán)隊(duì)成員首次做出回應(yīng)。

  以“天河”為代表的中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)事業(yè)似乎正在面對(duì)一場(chǎng)危機(jī),。而出席特別論壇的業(yè)界專家?guī)缀鯖](méi)有爭(zhēng)議地認(rèn)為,,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,這一事件對(duì)我利大于弊,。

  “中國(guó)超算不怕限售”

  “沒(méi)有這次限售事件的話,,‘天河二號(hào)’拿下6到8個(gè)冠軍沒(méi)問(wèn)題?!敝袊?guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高專委秘書(shū)長(zhǎng),、中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f(shuō),。

   根據(jù)計(jì)劃,位于國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心的“天河二號(hào)”將在2015年內(nèi)從55P升級(jí)到100P以上,。P為超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算單位,,代表每秒千萬(wàn)億次的計(jì)算性 能。這意味著,,在每半年進(jìn)行一次排名的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜(TOP500)上,,已經(jīng)有了“四連冠”記錄的這套中國(guó)系統(tǒng)很可能會(huì)成為占據(jù)冠軍寶座 時(shí)間最長(zhǎng)的機(jī)器之一。

  而現(xiàn)在,,由于美國(guó)商務(wù)部4月初出臺(tái)的限售措施,,這一原本沒(méi)有懸念的預(yù)測(cè)變得不再確定。列入限售對(duì)象的4家中國(guó)機(jī)構(gòu),,包括以“天河”為業(yè)務(wù)主機(jī)的三家超級(jí)計(jì)算中心和“天河”的研制者國(guó)防科大,,限售的產(chǎn)品則直指已在“天河二號(hào)”上裝配近10萬(wàn)顆的英特爾“至強(qiáng)”CPU

  CPU被譽(yù)為計(jì)算機(jī)的“大腦”,。面對(duì)英特爾難以繼續(xù)武裝“中國(guó)大腦”的現(xiàn)實(shí),,“天河二號(hào)”升級(jí)所需的CPU能否以其他外國(guó)產(chǎn)品替代?或者,,已在“天河”系列計(jì)算機(jī)上小試牛刀的國(guó)產(chǎn)CPU能否獨(dú)挑大梁?

  一片猜測(cè)聲中,,盧宇彤表示,,“限售令”的確會(huì)給 “天河二號(hào)”升級(jí)計(jì)劃帶來(lái)一定的負(fù)面影響,但升級(jí)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,,不會(huì)將成敗完全系于CPU,。

  “美國(guó)有美國(guó)的政策,我們也有我們自己的發(fā)展計(jì)劃,?!北R宇彤說(shuō),“天河”在選擇技術(shù)路線之初就進(jìn)行過(guò)充分的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,,也針對(duì)各種情況制定了相應(yīng)的預(yù)案和部署,。這一次,當(dāng)美國(guó)的“限售令”引發(fā)各方熱議之時(shí),,“國(guó)防科大內(nèi)部非常平靜,。”

  “‘天河二號(hào)’升級(jí)到100P的目標(biāo)肯定會(huì)實(shí)現(xiàn),。我們已有技術(shù)方案,,待時(shí)機(jī)成熟會(huì)對(duì)外發(fā)布?!北R宇彤說(shuō),,“中國(guó)的高性能計(jì)算發(fā)展會(huì)主動(dòng)應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn),,在未來(lái)不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)邁上一個(gè)新臺(tái)階?!?/p>

  作為目前世界上速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī),,“天河二號(hào)”的強(qiáng)大計(jì)算能力與英特爾CPU的高性能密切相關(guān),也離不開(kāi)國(guó)防科大原創(chuàng)的體系結(jié)構(gòu),、高速互連系統(tǒng),、操作系統(tǒng)、容錯(cuò)技術(shù),、節(jié)能技術(shù)等核心技術(shù),。

  “天河”無(wú)疑是吸收人類共同知識(shí)的成果,但無(wú)論是在奮力追趕的過(guò)去還是局部領(lǐng)先的今天,,中國(guó)計(jì)算機(jī)研發(fā)者不止一次遭遇“限售”或“禁運(yùn)”,。

   1983年,中國(guó)第一臺(tái)真正意義上的超級(jí)計(jì)算機(jī)——每秒鐘計(jì)算1億次的“銀河-Ⅰ”研制成功后,,《光明日?qǐng)?bào)》以具有時(shí)代特色的語(yǔ)言發(fā)表文章說(shuō):“這些年 來(lái),,有些計(jì)算機(jī)大國(guó)對(duì)中國(guó)實(shí)行封鎖政策,凡計(jì)算機(jī)高級(jí)技術(shù),、尖端設(shè)備一律對(duì)中國(guó)禁運(yùn),。當(dāng)我們提出購(gòu)買它的百萬(wàn)次級(jí)計(jì)算機(jī)時(shí),他們態(tài)度傲慢,,提出極為苛刻的 條件?,F(xiàn)在,‘銀河’機(jī)沉靜的微笑大概可以提醒他們不必如此目中無(wú)人了,?!?/p>

  《解放軍報(bào)》記載了一段上個(gè)世紀(jì)90年代的往事?!拔鞣絿?guó)家 對(duì)我實(shí)施禁運(yùn),,導(dǎo)致我某型戰(zhàn)機(jī)研制因缺少核心芯片而受阻……在人力物力、技術(shù)支撐極度匱乏的條件下,,陳書(shū)明等人僅用不到兩年的時(shí)間,,研制出我國(guó)首款用于戰(zhàn) 機(jī)的芯片,按時(shí)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)核心芯片的國(guó)產(chǎn)化替代,,如今這型戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)成為我空軍主力機(jī)型翱翔在祖國(guó)藍(lán)天,。”

  “中國(guó)超算不怕限售,?!睆?jiān)迫f(shuō),“曙光,、神威,、天河等系統(tǒng)的研發(fā)正是在禁運(yùn)和封鎖中不斷壯大起來(lái)的,。實(shí)踐表明,外國(guó)禁運(yùn)的技術(shù)和產(chǎn)品,,反倒‘逼’出了中國(guó)巨大的決心和潛力,。”

“倒逼中國(guó)打造自主可控體系”

  今天的技術(shù)語(yǔ)境下,,“不怕”并不是民族主義的情緒化表達(dá),。

  根據(jù)張?jiān)迫脑u(píng)估,“天河”系列超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率約為70%,,部署在濟(jì)南超算中心的“神威藍(lán)光”則達(dá)到85%以上,。后者的CPU和系統(tǒng)軟件全部自主研發(fā)。

   同樣得到較廣泛應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)CPU還包括“龍芯”和“飛騰”,,其產(chǎn)業(yè)化是國(guó)家“核高基”重大專項(xiàng)支持的結(jié)果,。作為與載人航天、探月工程并列的16個(gè)重大科 技專項(xiàng)之一,,這一從2006年延續(xù)至2020年的計(jì)劃期望擺脫我國(guó)在核心器件,、高端芯片、基礎(chǔ)軟件領(lǐng)域依賴國(guó)外的局面,。

  但,,業(yè)界專家們的共識(shí)是:進(jìn)步很大,差距仍在,。

   據(jù)中科院計(jì)算所研究員,、“龍芯”系列處理器負(fù)責(zé)人胡偉武介紹,由于編譯系統(tǒng)和微結(jié)構(gòu)的差距較大,,“龍芯”與國(guó)外CPU相比雖然主頻只差一倍,用戶體驗(yàn)卻 有數(shù)量級(jí)的差異,。盧宇彤認(rèn)為,,構(gòu)建“天河二號(hào)”服務(wù)陣列的“飛騰-1500”達(dá)到了“天河一號(hào)”時(shí)代的英特爾CPU水平,但目前距離國(guó)外先進(jìn)水平還有3到 5年的差距,。

  “核心技術(shù)的自主可控是國(guó)家戰(zhàn)略,,也是國(guó)防科大一直努力的目標(biāo),不會(huì)因?yàn)槊绹?guó)限售與否而有任何改變,?!北R宇彤說(shuō)。

  胡偉武指出,,要改變中國(guó)IT產(chǎn)業(yè)受制于人的局面,,光靠其中一兩項(xiàng)核心技術(shù)或一兩個(gè)產(chǎn)品的突破是不管用的,必須建立起自主可控的信息產(chǎn)業(yè)體系,,就象“兩彈一星”時(shí)代建立起自主可控的工業(yè)體系一樣,。

  “說(shuō)得俗一點(diǎn),,就是要自己當(dāng)老大,而不是給別人當(dāng)馬仔,?!焙鷤ノ湔f(shuō),圍繞“龍芯”建立起一個(gè)完整的軟硬件生態(tài)系統(tǒng)而不是在英特爾,、微軟控制格局下增磚添瓦,,需要借助市場(chǎng)和政府雙重力量,也需要科技價(jià)值觀的轉(zhuǎn)變,。

  論壇執(zhí)行主席,、北京并行科技有限公司CEO陳健表達(dá)了相似的觀點(diǎn):“英特爾不僅有市場(chǎng)領(lǐng)先的芯片,同時(shí)集中了全世界最優(yōu)秀的調(diào)優(yōu)工程師和上萬(wàn)名軟件工程師,,還有眾多的軟件公司提供全面的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,。”胡偉武希望到2020年,,基于“龍芯”做軟件的能達(dá)到10萬(wàn)人,。

   早在美國(guó)公布“限售令”之前,中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)已向國(guó)家相關(guān)部門建議制定《反禁運(yùn)法》——“其他國(guó)家對(duì)我國(guó)禁運(yùn)的裝備,、器材,、技術(shù)及軟件等在我國(guó)研發(fā)成功 之后,一定時(shí)期不得進(jìn)口該國(guó)的同類產(chǎn)品或?qū)ζ湔魇崭哳~關(guān)稅,,以此作為反制措施,,保護(hù)我國(guó)的國(guó)家利益、民族產(chǎn)業(yè)利益和科技人員的積極性,?!?/p>

  對(duì)于“反禁運(yùn)”是否會(huì)因?yàn)槿鄙俑?jìng)爭(zhēng)驅(qū)動(dòng)而固步自封的擔(dān)心,中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)杜子德表示,,中國(guó)市場(chǎng)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)足夠激烈,,拿本國(guó)市場(chǎng)與國(guó)外產(chǎn)品博弈,不失為培育產(chǎn)業(yè)生態(tài)的一種手段,。

  胡偉武坦誠(chéng),,“龍芯”是在罵聲中長(zhǎng)大的?!啊}垺袌?chǎng)里看不到‘龍芯’,,說(shuō)什么都沒(méi)用。判斷技術(shù)是否先進(jìn),,不是看與美國(guó)人跟得緊不緊,,而是看跟應(yīng)用結(jié)合得緊不緊。”

  由于大型軟件缺失等原因,,應(yīng)用至今是中國(guó)超算的最短板,。雖然限售事件中不少輿論指向“不行”的國(guó)產(chǎn)CPU,自主可控的道路遠(yuǎn)比打破封鎖,、研發(fā)出高性能CPU更為漫長(zhǎng),。

  核心技術(shù)永遠(yuǎn)買不來(lái)。在胡偉武看來(lái),,被限售“卡脖子”是件好事,,有利于丟掉幻想?!爸袊?guó)人只要丟掉了幻想,,什么人間奇跡都可以創(chuàng)造?!?/p>

  “科學(xué)將是最后的贏家”

  針對(duì)美方稱“天河”超級(jí)計(jì)算機(jī)“被用于模擬核爆炸”的說(shuō)法,,中國(guó)國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心16日發(fā)表聲明說(shuō),該中心是一個(gè)完全開(kāi)放,、市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的公共平臺(tái),,懷疑在此開(kāi)展核爆炸模擬至少是缺乏基本的軍事常識(shí)。

盡管限售的真正原因必然比借口復(fù)雜得多,,美國(guó)的這一舉動(dòng)顯然與中國(guó)“天河”接連問(wèn)鼎直接相關(guān),。

  超算領(lǐng)域異常激烈的競(jìng)爭(zhēng)背后是國(guó)家 綜合實(shí)力的較量,是國(guó)家前瞻性發(fā)展規(guī)劃的逐鹿,。如果說(shuō)當(dāng)年日本“地球模擬器”的橫空出世推動(dòng)了美國(guó)將超級(jí)計(jì)算機(jī)從軍用擴(kuò)展至民用,,中國(guó)“天河”的穩(wěn)穩(wěn)領(lǐng)先 則進(jìn)一步加劇了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),促使美國(guó),、日本,、歐洲、印度,、韓國(guó)等國(guó)調(diào)整其超級(jí)計(jì)算發(fā)展戰(zhàn)略,。

  2014年4月,張?jiān)迫c多名中國(guó)超算專家一起赴美,,就“中國(guó)超算是否已經(jīng)超過(guò)美國(guó)”話題與美方展開(kāi)戰(zhàn)略對(duì)話?!爸忻缹<夜餐难信薪Y(jié)果是:中國(guó)整體實(shí)力特別是應(yīng)用能力比美國(guó)差10年以上,。他們放心了?!?/p>

  僅僅過(guò)去一年,,美國(guó)人的想法似乎又變了,一方面給中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)升級(jí)設(shè)置障礙,另一方面加快推進(jìn)自己的性能跨越,,宣布將為3個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)超過(guò)100P的超級(jí)計(jì)算機(jī),。

  “我們沒(méi)有必要去分析美國(guó)究竟怎么想的,只需專心做好自己的本職工作,?!北R宇彤說(shuō):“這次限售再次證明,超級(jí)計(jì)算機(jī)是各國(guó)政府戰(zhàn)略布局的重點(diǎn),;無(wú)論國(guó)際形勢(shì)如何變化,,中國(guó)都會(huì)堅(jiān)定不移地發(fā)展國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?!?/p>

  在提振民族自信心的同時(shí),,國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)也在日益頻繁的國(guó)際合作中彰顯了人類以科學(xué)計(jì)算向挑戰(zhàn)性問(wèn)題求解的初衷。

   基于“天河一號(hào)”,,國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心廣泛開(kāi)展與美國(guó),、亞太地區(qū)和歐盟地區(qū)的超級(jí)計(jì)算中心、高性能計(jì)算研究機(jī)構(gòu)之間的技術(shù)交流合作,。利用“天河二 號(hào)”,,德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)等團(tuán)隊(duì)對(duì)1992年美國(guó)加州蘭德斯大地震進(jìn)行了模擬研究,美國(guó)佐治亞理工學(xué)院開(kāi)展抗艾滋病毒藥物作用機(jī)理研究,,均取得重要成果,。

  CCF YOCSEF舉行特別論壇的4月19日是“摩爾定律”誕生50周年紀(jì)念日。這一偉大定律所描述的技術(shù)發(fā)展速度,,在今天的世界超算領(lǐng)域呈放緩態(tài)勢(shì),。這樣的背景下,中國(guó)的“一枝獨(dú)秀”似乎更為顯眼,。

   “這是一個(gè)有趣的變化,。許多年來(lái),美國(guó)都以擁有世界上最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)而驕傲,,但現(xiàn)在,,中國(guó)成為這一榮譽(yù)的擁有者。與這個(gè)變化本身相比,,更重要的是變化 背后的努力——中國(guó)多年來(lái)在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)上的巨大投入,。但無(wú)論怎樣,其結(jié)果只會(huì)是推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展,,科學(xué)將是最后的贏家,。”在“天河”首次奪冠的2010年,, 英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)并行計(jì)算中心主任阿瑟·特魯說(shuō),。


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