我国E级超算研发路线图亮相国际舞台

来源：北京日报 2016-11-16

　　我国高性能计算领军企业中科曙光15日对外宣布，美国时间14日（北京时间15日），由其牵头的E级计算系统研发路线图在美国发布。这是中国E级计算系统研发路线图首次亮相国际舞台。

　　2016年全球超级计算大会（SC16）13日至18日在美国盐湖城举行。新一期超算500强榜单14日在大会上公布。中国超级计算机“神威·太湖之光”与“天河二号”分别夺得第一名和第二名，相比第三名美国“泰坦”速度优势巨大。中国超算总体表现也很出色，以171台的上榜总数与美国并列第一。

E级超算：战略“制高点”

　　E级高性能计算机是指每秒可进行百亿亿次计算的超级计算机，被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”，是各国竞相角逐的战略“制高点”。

　　据了解，目前，美国、欧洲、日本等国家和地区都提出了自己的E级超算研发计划。在我国“十三五”高性能计算专项课题中，中科曙光、国防科技大学以及江南计算技术研究所同时获批牵头E级高性能计算的原型系统研制项目，形成了中国E级高性能计算“三头并进”的局面。

　　除了追求更快的计算速度，E级计算的研发更面临着“功耗墙”、“编程墙”、“存储墙”、“可靠性墙”几方面的挑战。

　　针对上述挑战，中科曙光分别从计算系统、网络架构、存储架构、系统软件、冷却系统、应用支撑等多方面提出了E级系统的解决方案，来验证E级高性能计算机研制开发的可行性。

　　中科曙光总裁历军介绍说，中科曙光的“E级高性能计算机原型系统”目前已经进入了研制阶段，原型系统的研制可以验证计算、存储、网络、系统软件、系统冷却和可靠性等方面关键技术，对关键技术难点进行测试和改进，为最终建造完整系统扫清障碍。

　　“曙光E级高性能计算机原型系统研制项目可以良好支撑高性能计算、深度学习、大数据、云计算等多领域的应用。”中科曙光高性能产品事业部总经理曹振南说。

　　多年来，中科曙光在国家“863”计划重大专项支持下，一直致力于在高性能计算机领域的探索与研发，从曙光一号、曙光1000到曙光6000，先后研制成功了百万亿次和千万亿次高性能计算机系统。

“我们还处于追赶的态势”

　　在美国盐湖城举行的2016全球超级计算大会上，由中国国家并行计算机工程技术研究中心研制、安装在国家超级计算无锡中心的超级计算机“神威·太湖之光”再次夺得全球超算500强榜单冠军，中国上榜超算总数也与美国并列第一。但国家超级计算无锡中心副主任、williamhill官网副教授付昊桓认为，中国在超算领域“还处于追赶的态势”。

　　“神威·太湖之光”的峰值计算速度达到12.54亿亿次每秒，这是全球首个突破10亿亿次的超级计算机；持续计算速度达到9.3亿亿次每秒，是第二名“天河二号”的近3倍。今年6月，“神威·太湖之光”横空出世，在每半年发布一次的超算500强榜单上夺冠。对于蝉联冠军，付昊桓在接受新华社记者专访时说，纯属意料之中，没有太大悬念，“比我们更快的系统可能还需要一到两年时间才能出来”。

　　算上此前“天河二号”的六连冠，中国已连续4年占据全球超算排行榜的最高席位。付昊桓认为，某种程度上，这与中美超算发展规划不同有关。在“天河二号”2013年夺冠前，美国的“红杉”与“泰坦”曾于2012年先后夺得超算冠军，之后美国规划的是接近20亿亿次每秒甚至30亿亿次每秒运算能力的系统，而中国规划的是10亿亿次每秒运算能力的系统，两国规划正好错开，“所以中国超算夺得第一其实也是一个时间差问题”。

　　“神威·太湖之光”实现了包括处理器在内的所有核心部件全部国产化，第二名“天河二号”使用英特尔芯片。付昊桓说，去年年初，美国政府把与超算相关的4家中国机构列入芯片技术限制出口名单后，“天河二号”的升级受到一定影响，第二期的建设需要采用其他技术，“这说明在这些战略性科研领域，还是需要强调自主可控，有自己的技术做支撑”。

　　对于中美上榜超算数量并列第一，付昊桓说，不能简单地看台数，因为美国实际上有许多超算系统没有申请进榜，比如谷歌做深度学习的一些“大机器”。当然，中国也有一些类似超算系统没有申请进榜。

　　“所以我们业内的判断是，‘天河二号’也好，我们的全自主技术的‘神威·太湖之光’也好，是我们这么多年高性能计算硬件与软件发展成果积累的体现。但也要看到在超算领域美国和日本的积累比我们更加深厚，各方面的技术比我们更领先，所以我们处于追赶的态势，”他说。

　　据付昊桓介绍，迄今已有上百家研究单位利用“神威·太湖之光”做“算题”，共有60多项重要应用课题，涉及天气气候、航空航天、海洋环境、生物医药、船舶工程、材料等应用领域，其中与大气变化、全球海浪变化以及钛合金微结构演化相关的3个应用入围今年高性能计算应用领域最高奖“戈登贝尔奖”提名。这个奖项将在此次盐湖城大会上公布结果。

　　据付昊桓透露，他们正在进行相关市场化准备。“我们可能在今年年底会有一些小型化的超算服务器。‘神威·太湖之光’是一个很好的系统，但一般用户不需要这么强的功能，所以我们现在也在考虑把超算相关技术推向市场，我们可能会研制一些中小型设备提供给国内外用户使用，它们的所有部件都是我们自己生产的”。

中国正成为全球超算舞台有力竞争者

　　全球超级计算机500强排行榜主要编撰人之一、美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任霍斯特·西蒙14日在接受新华社记者专访时说，中国在高性能计算领域已经取得巨大进步，正成长为全球超算舞台上的有力竞争者。

　　西蒙说，超算对科学、经济与军事等多个领域具有重要意义，自2000年以来中国在超算技术方面大力投资，现在中国在这个领域已经到达“一个非常、非常、非常有竞争力的阶段”。

　　但西蒙并不认为中国已经成为超算强国。他说，超算是一个整体生态系统，它包括硬件、软件、应用以及培训下一代科学家等，此外大学、研究机构和企业也应积极参与其中，但要同时做到这些不同方面非常困难。中国在努力去做美国可能花了20年做的事情，希望能在较短时间内完成这些工作，但“我认为中国还是需要稍微长一点的时间。从这个意义上说，中国仍然还有一系列事情需要去完成”。

　　中国在超算应用上的进展让西蒙印象深刻。他回忆说，2010年“天河一号”在超算500强榜单上夺冠时，这个超算系统距应用还有很长的距离；但今年6月“神威·太湖之光”登顶榜单时，中方就介绍了好几个应用，这些应用都很棒，而且中国科学家现在也以更快的速度学会怎样使用这个系统。

　　“我认为已经有了很明显的进展，”西蒙在大会会议间歇对新华社记者说，“中国可能还有一些其他的不足，但很显然，考虑到硬件有了、应用有了、基础设施有了，有很多支持，中国在使用超算上已经取得巨大进步。”

　　西蒙认为，中国超算发展不仅仅是超算自身的事，还关系到中国半导体行业的发展。中国每年进口的芯片数额巨大，存在巨大的半导体贸易赤字，所以中国发展超算是减少这种赤字的“一个很好的深思熟虑的”战略的一部分。

　　“中国进口了大量半导体（指芯片），而今天半导体在所有地方都有应用，尤其在空间领域和汽车行业。物联网也是到处需要芯片，所以中国要发展高端生产，显然需要在半导体方面大量投资，以取得更大的国内生产份额。我认为这是一个大问题。超算只是整个战略的一部分，”他说。

　　（综合新华社报道）

编辑：苑苑