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从天河二号到神威?太湖之光,中国的超级计算机(hpc)已经连续三年占据了500强的榜首,美国最快的超级计算机是泰坦,它已经建造了多年,三年多来一直是500强的第二名。
在下一代超级计算机中,美国、中国、欧洲和日本都启动了超大规模超级计算的研发。中国很可能继续在电子级超级计算领域领先。预计将在2020年前完成,美国的E级超级计算将在2022-2023年间开发完成。这仅仅意味着E级超级计算表明中国仍然领先,因为美国的目标是开发出在实际应用中达到100亿倍的超级计算机。
e级超级计算机是超大规模的,它的计算性能是1000pflops,大约是数十亿倍。目前,排名前500位的是太湖的浮点性能,最高可达12.5亿倍,所以e级超级计算机的性能是目前最强超级计算机的10倍左右,是美国最强超级计算机泰坦的50倍左右。
中国的超级计算近年来发展迅速。它不仅连续七次获得世界500强冠军,而且超级计算的核心处理器也逐渐本地化。神威太湖之光采用中国研发的260核神威处理器。在E级超级计算机上,中国还启动了至少三个项目——国防科技大学、中科曙光(603019,BUY)和神威E级超级计算机。
在下一代超级计算中,中国有可能再次在E级超级计算中领先。世界500强的创始人之一、田纳西大学教授杰克·东加拉说:“中国将在2020年实现E级超级计算,美国将在2022-2023年实现E级超级计算。”虽然我们从公开报道中知道,中国所谓的到2020年的E级计算只是一个雏形,但从时间安排上看,中国仍有可能领先美国两三年。
但是中国的下一代超级计算机真的能完全领导美国吗?处理器国产化后,国内E级超级计算机肯定会探索存储系统、网络系统、存储系统、计算效率、能耗等问题,但美国E级超级计算机很可能实现质的变化。在采访美国研究人员时,eetimes了解到美国的下一代超级计算机不仅仅是性能的提高,而且他们的重点是真实环境应用中的E级计算。包括amd、ibm、英特尔和惠普在内的六家美国公司预计将于明年宣布具体细节。
在实际应用中实现E级性能意味着什么?应该知道,尽管惠普超级计算机的浮点性能令人惊叹,但它受到现实环境中各种因素的制约,可用性能与理论性能相差甚远。以太湖之光为例,其理论性能为125.4次浮点运算,linpack浮点性能为93次浮点运算,hpl效率为74.16%。然而,在更实际的hpcg性能(高共轭梯度基准测试),太湖之光只有0.371次
从这个角度来看,中国在高性能计算领域的进步是显而易见的,但中国的研究人员也应该知道,美国在高性能计算领域仍然拥有绝对的实力。近年来,缺乏对超级计算的追求不是技术上的失败,而是缺乏需求。此外,他们正在阻止重大举措,并探索在超级计算效率和能源消耗方面的革命性改进。在这方面,中国仍然是一个追逐者,不能掉以轻心。