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超算计算-中国也在部署E级超算领域的“三连发-全球资讯

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「神威·太湖之光」因使用中國自主研發的「申威」芯片而備受矚目,但更多中國企業建造的超算仍使用英特爾芯片,改變這種局面有很長的路要走。

原標題:新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算髮展格局

中國也在部署E級超算領域的「三連發」。中國自主研發的E級超算「天河三號」原型機2018年7月以來已開放應用,「天河三號」有望於2020年研製成功。神威E級原型機和曙光E級原型機系統也已完成交付。

新一期全球超級計算機500強榜單18日在美國丹佛發佈。美國繼續在運算速度上領跑,中國繼續擴大上榜數量優勢,在總算力上與美國進一步縮小差距。從榜單內外可以看出未來全球超算領域的發展趨勢。

其次,超算軟件開發能力滯后限制了中國超算系統使用效率和應用水平。有業內人士認為,科學或工程上大規模研究使用的系統才能叫超算系統。美國許多超算系統直接部署在大學或國家實驗室等機構。例如,今年6月首次上榜就排進前五的美國超算「弗龍特拉」被譽為全球最強大超級學術計算機,部署在得克薩斯大學奧斯汀分校,已被用於模擬中子星撞擊和腦腫瘤研究等領域。

量子計算能否改變賽道谷歌公司團隊今年10月宣布成功演示「量子霸權」,稱其開發的一個量子計算系統花費約200秒完成傳統超算需要1萬年才能完成的計算任務。這給傳統超算領域帶來不小衝擊,有人擔心量子計算或將開闢「新戰場」,改變超算競爭賽道。

但IBM公司研究人員質疑谷歌宣稱的結果,他們認為傳統超算系統用2.5天就可高保真地完成同樣任務,還可能更快。IBM團隊認為,從實際應用角度,量子計算永遠不會完全取代傳統超算,兩者各有所長,將協同工作。谷歌團隊也承認,全面發揮量子計算的能力需要設計出具有容錯能力的邏輯量子比特,還需多方面技術飛躍。

全球格局穩中蘊變與今年6月在德國法蘭克福發佈的上期榜單相比,全球超算格局變化不大。美國的「頂點」和「山脊」再次拿下榜單冠亞軍,中國的「神威·太湖之光」和「天河二號」仍然分列三四位。中國境內超算上榜數量連續五次蟬聯第一,並繼續擴大優勢,從半年前的219台增加到228台。從總算力來看,中國超算佔比32.3%,與美國差距從半年前的8.5%減小至4.8%。此外,中國企業聯想、中科曙光和浪潮依然佔據全球超算製造商前三位。

中國仍面臨挑戰從上榜數量和性能上看,中國已躋身超算大國之列;但是如果把超算「拆」開來看,中國超算髮展還面臨諸多挑戰。

谷歌首席執行官孫達爾·皮柴此前也表示,從演示「量子霸權」到量子計算商用至少需要10年。由此可見,在未來相當長時間內,傳統高性能計算仍將是世界各國激烈競爭的熱門領域。

中美兩國在超算領域你追我趕的態勢已持續數年。中國的「神威·太湖之光」曾多次奪得冠軍,美國「頂點」在2018年6月首次登頂后已連續四次奪冠,但是比「神威·太湖之光」的運算速度優勢並未進一步擴大。

美國國家科學、工程和醫學學院去年年底發佈一份報告稱,鑒於量子計算當前的狀態和仍需應對的巨大挑戰,10年內「極不可能」出現能夠威脅「公鑰加密」的量子計算機,而「公鑰加密」是當今計算機安全和網絡安全的重要基礎。

中國提交的一些超算系統曾被認為是互聯網數據中心,應用面較狹窄。但是近來這種情況已有所改觀,基於「神威·太湖之光」的兩項應用「千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬」「非線性地震模擬」分別於2016年和2017年獲得高性能計算應用領域全球最高獎項——戈登貝爾獎,展現了中國在高性能計算應用領域的強勁發展勢頭。

全球超算格局雖然近來總體穩定,但未來可能因E級超算而變化。E級超算即百億億次超算,被公認為「超級計算機界的下一頂皇冠」。從「頂點」的每秒近15億億次浮點運算速度到百億億次,這中間有相當大的發展空間,到E級超算實現時,可能會出現全新的榜單。

美國對此高度重視,在E級超算布局上追求「多重保險」,近期相繼宣布建造「極光」「前沿」和「酋長岩」三台E級超算,交付時間預計為2021年至2023年。

首先,在計算機芯片研製方面美國公司仍佔據絕對優勢,排前兩位的「頂點」和「山脊」均使用了國際商用機器(IBM)公司生產的Power9中央處理器。從市場佔有率來看,英特爾公司仍是中央處理器領域的「霸主」,本期超算500強榜單中約94%都使用了英特爾「至強」或「至強融核」處理器。

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