《電子技術(shù)應(yīng)用》
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10萬顆美國(guó)芯 龍芯能否撐起天河超算,?

2015-04-23

       沒事不惹事,事來了也不怕事,?!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》中說過的一句話,,表達(dá)她對(duì)美國(guó)限售芯片事件的看法。她透露說,,“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]有爭(zhēng)議地認(rèn)為,,長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,,這一事件對(duì)我利大于弊。

  “中國(guó)超算不怕限售”

  “沒有這次限售事件的話,,‘天河二號(hào)’拿下6到8個(gè)冠軍沒問題,。”中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高專委秘書長(zhǎng),、中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f,。

   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,。”盧宇彤說,,“天河”在選擇技術(shù)路線之初就進(jìn)行過充分的風(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,?!?/p>

  “‘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,。”盧宇彤說,,“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”無疑是吸收人類共同知識(shí)的成果,,但無論是在奮力追趕的過去還是局部領(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)代特色的語言發(fā)表文章說:“這些年 來,,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)我們提出購買它的百萬次級(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,。“西方國(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,?!?/p>

  “中國(guó)超算不怕限售?!睆?jiān)迫f,,“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,。”盧宇彤說,。

  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,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,?!焙鷤ノ湎M?020年,基于“龍芯”做軟件的能達(dá)到10萬人,。

   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,。“‘海龍’市場(chǎng)里看不到‘龍芯’,,說什么都沒用,。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。在胡偉武看來,被限售“卡脖子”是件好事,,有利于丟掉幻想,。“中國(guó)人只要丟掉了幻想,,什么人間奇跡都可以創(chuàng)造,。”

  “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,,該中心是一個(gè)完全開放、市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)的公共平臺(tái),,懷疑在此開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)超過美國(guó)”話題與美方展開戰(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100P的超級(jí)計(jì)算機(jī),。

  “我們沒有必要去分析美國(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:“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),。”

  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,,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)多年來在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)上的巨大投入,。但無論怎樣,,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,?!痹凇疤旌印笔状螉Z冠的2010年, 英國(guó)愛丁堡大學(xué)并行計(jì)算中心主任阿瑟·特魯說,。


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