《電子技術(shù)應(yīng)用》
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中國(guó)超算“九連冠” 向E級(jí)超算冠軍進(jìn)發(fā)

2017-06-26
關(guān)鍵詞: 計(jì)算機(jī) 并行 天河 速度

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我國(guó)自主研發(fā)的“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)蟬聯(lián)世界冠軍令國(guó)人雀躍,。與“神威·太湖之光”同屬一個(gè)研制單位,、同樣以“全國(guó)產(chǎn)”為特點(diǎn)的國(guó)家超算濟(jì)南中心正在與國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心一道研制“太湖之光”的下一代——神威E級(jí)原型機(jī),“預(yù)計(jì)在2018年6月與國(guó)人見面,,并落戶國(guó)家超算濟(jì)南中心,。”山東省科學(xué)院計(jì)算中心(國(guó)家超算濟(jì)南中心)副主任潘景山告訴科技日?qǐng)?bào)記者,。

作為全球第一臺(tái)運(yùn)行速度超過十億億次/秒的超級(jí)計(jì)算機(jī),,“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力“運(yùn)算1分鐘相當(dāng)于200多萬臺(tái)普通電腦的運(yùn)算能力,也相當(dāng)于72億地球人同時(shí)用計(jì)算器不間斷計(jì)算32年,?!钡谂司吧娇磥恚珽級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)“神威·太湖之光”的8倍多——每秒運(yùn)算將達(dá)到百億億次,。

能耗和應(yīng)用仍是攻關(guān)兩大難題

從“天河二號(hào)”首次登頂世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)寶座開始,,中國(guó)超算已經(jīng)斬獲全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單的“九連冠”。

“大到現(xiàn)代武器系統(tǒng)研制試驗(yàn),,小到好萊塢特效制作都離不開超算,,超算已成為理論和實(shí)驗(yàn)之外的第三種科學(xué)研究手段,它體現(xiàn)著一個(gè)國(guó)家的科技綜合實(shí)力,?!敝袊?guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專委會(huì)秘書長(zhǎng),、國(guó)家超算濟(jì)南中心主任張?jiān)迫蚩萍既請(qǐng)?bào)記者表示,,我國(guó)超算雖然起步晚,從局部突破到綜合技術(shù)領(lǐng)先,,從奮力追趕到逐步超越,,僅用了15年。不過,,現(xiàn)有的超算能力顯然不能滿足中國(guó)龐大的市場(chǎng)需求,。

2016年國(guó)家啟動(dòng)三個(gè)“E級(jí)計(jì)算機(jī)原型系統(tǒng)”項(xiàng)目,國(guó)家“高性能計(jì)算”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃總體組專家介紹,,研制E級(jí)機(jī)引入“神威”(國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心),、“天河”(國(guó)防科技大學(xué))、“曙光”(曙光公司)三支超強(qiáng)團(tuán)隊(duì)相互競(jìng)爭(zhēng),,通過賽馬機(jī)制打造我國(guó)自主的E級(jí)計(jì)算機(jī)“利劍”,。

這三個(gè)項(xiàng)目組在超級(jí)計(jì)算機(jī)研制方面都擁有深厚的技術(shù)基礎(chǔ)和豐富的研制經(jīng)驗(yàn),各家研制單位在存量基礎(chǔ)上必須有顛覆性增量創(chuàng)新才能再前進(jìn)一步,。

實(shí)現(xiàn)顛覆性增量創(chuàng)新向來不容易,,潘景山認(rèn)為,攻關(guān)E級(jí)機(jī)大家需克服兩大難題:“如果用現(xiàn)有技術(shù)研制E級(jí)計(jì)算機(jī),能耗將達(dá)到每小時(shí)60兆瓦左右,,這幾乎相當(dāng)于一個(gè)中等縣的用電量,,能耗太大?!薄坝腥苏f形容中國(guó)超算的性能與應(yīng)用是‘十車道高速路上跑著很少的車輛’,,說法夸張,但如何擴(kuò)大應(yīng)用確實(shí)是挑戰(zhàn),?!?/p>

“九連冠”后需冷靜,美國(guó)或?qū)⒂|底反彈

針對(duì)“中國(guó)超算”應(yīng)用能力不足的短板,,以全國(guó)產(chǎn)為特色的神威E級(jí)原型機(jī)已經(jīng)有了不少動(dòng)作,。

2016年國(guó)家超算濟(jì)南中心與國(guó)家海洋局第一海洋所獲批了E級(jí)應(yīng)用軟件項(xiàng)目“海洋環(huán)境高性能數(shù)值模擬應(yīng)用軟件研制”。后續(xù)雙方和青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室一起深度合作,,聚焦為山東在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的海洋領(lǐng)域科研團(tuán)隊(duì)和業(yè)務(wù)部門提供大規(guī)??蓴U(kuò)展的并行計(jì)算服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)和智能計(jì)算服務(wù),,共同研制超大規(guī)??蓴U(kuò)展高效率的海洋數(shù)值模式軟件和海洋應(yīng)用軟件系統(tǒng),為透明海洋,、深海極地,、藍(lán)色生命等大科學(xué)計(jì)劃和國(guó)家海洋戰(zhàn)略提供高效服務(wù)。

發(fā)力E級(jí)應(yīng)用軟件,,包含著中國(guó)超算人的“良苦用心”,,也是“全國(guó)產(chǎn)”超算的內(nèi)在需求。長(zhǎng)期以來,,“中國(guó)超算”重“硬”輕“軟”,,基礎(chǔ)并行環(huán)境、基礎(chǔ)算法,、高性能數(shù)學(xué)庫,、操作系統(tǒng)等高性能計(jì)算基礎(chǔ)與應(yīng)用軟件的發(fā)展落后于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展已是不爭(zhēng)事實(shí)。

潘景山舉例道:超算在解決一些問題時(shí)通常會(huì)用到模型,、算法,、數(shù)學(xué)庫,但現(xiàn)在常用的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)庫大部分還是國(guó)外的,。他認(rèn)為,,造成這一現(xiàn)象的原因有二:一是前期重視不夠、投入不足,;二是超常規(guī)發(fā)展只實(shí)現(xiàn)了局部突破,,全面超越還需要時(shí)間,。

本次全球TOP500榜單,美國(guó)罕見被擠出前三名,。張?jiān)迫J(rèn)為,,這是美國(guó)超算發(fā)展的低潮,也可能是觸底反彈的開始,。他透露:2018年下半年,,美國(guó)將開始推出全新研制的“北極光”超算,運(yùn)算速度可以達(dá)到180P(P為超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算單位,,意為每秒千萬億次),。所以從2018年到2020年,美國(guó)或?qū)⒅匦聤Z回TOP500的冠軍寶座,,甚至可能會(huì)出現(xiàn)幾連冠的情況,。

“如果中國(guó)按計(jì)劃造出E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)后,我們將再拿冠軍,?!迸司吧秸f。


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