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新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算發(fā)展

時間:2019-11-19 12:14來源:網(wǎng)絡(luò)整理 瀏覽:
新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算發(fā)展格局--- 中國也在部署E級超算領(lǐng)域的“三連發(fā)”。

  新華社華盛頓11月18日電? 新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算發(fā)展格局

  新華社記者周舟

  新一期全球超級計算機500強榜單18日在美國丹佛發(fā)布。美國繼續(xù)在運算速度上領(lǐng)跑,中國繼續(xù)擴大上榜數(shù)量優(yōu)勢,在總算力上與美國進(jìn)一步縮小差距。從榜單內(nèi)外可以看出未來全球超算領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。

  全球格局穩(wěn)中蘊變

  與今年6月在德國法蘭克福發(fā)布的上期榜單相比,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(nèi)超算上榜數(shù)量連續(xù)五次蟬聯(lián)第一,并繼續(xù)擴大優(yōu)勢,從半年前的219臺增加到228臺。從總算力來看,中國超算占比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(yè)聯(lián)想、中科曙光和浪潮依然占據(jù)全球超算制造商前三位。

  中美兩國在超算領(lǐng)域你追我趕的態(tài)勢已持續(xù)數(shù)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(xù)四次奪冠,但是比“神威·太湖之光”的運算速度優(yōu)勢并未進(jìn)一步擴大。

  全球超算格局雖然近來總體穩(wěn)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(rèn)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(dāng)大的發(fā)展空間,到E級超算實現(xiàn)時,可能會出現(xiàn)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“酋長巖”三臺E級超算,交付時間預(yù)計為2021年至2023年。

  中國也在部署E級超算領(lǐng)域的“三連發(fā)”。中國自主研發(fā)的E級超算“天河三號”原型機2018年7月以來已開放應(yīng)用,“天河三號”有望于2020年研制成功。神威E級原型機和曙光E級原型機系統(tǒng)也已完成交付。

  中國仍面臨挑戰(zhàn)

  從上榜數(shù)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,中國超算發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)。

  首先,在計算機芯片研制方面美國公司仍占據(jù)絕對優(yōu)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(chǎn)的Power9中央處理器。從市場占有率來看,英特爾公司仍是中央處理器領(lǐng)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。

  “神威·太湖之光”因使用中國自主研發(fā)的“申威”芯片而備受矚目,但更多中國企業(yè)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。

  其次,超算軟件開發(fā)能力滯后限制了中國超算系統(tǒng)使用效率和應(yīng)用水平。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,科學(xué)或工程上大規(guī)模研究使用的系統(tǒng)才能叫超算系統(tǒng)。美國許多超算系統(tǒng)直接部署在大學(xué)或國家實驗室等機構(gòu)。例如,今年6月首次上榜就排進(jìn)前五的美國超算“弗龍?zhí)乩北蛔u為全球最強大超級學(xué)術(shù)計算機,部署在得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校,已被用于模擬中子星撞擊和腦腫瘤研究等領(lǐng)域。

  中國提交的一些超算系統(tǒng)曾被認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心,應(yīng)用面較狹窄。但是近來這種情況已有所改觀,基于“神威·太湖之光”的兩項應(yīng)用“千萬核可擴展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬”“非線性地震模擬”分別于2016年和2017年獲得高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域全球最高獎項——戈登貝爾獎,展現(xiàn)了中國在高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域的強勁發(fā)展勢頭。

  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(quán)”,稱其開發(fā)的一個量子計算系統(tǒng)花費約200秒完成傳統(tǒng)超算需要1萬年才能完成的計算任務(wù)。這給傳統(tǒng)超算領(lǐng)域帶來不小沖擊,有人擔(dān)心量子計算或?qū)㈤_辟“新戰(zhàn)場”,改變超算競爭賽道。

  但I(xiàn)BM公司研究人員質(zhì)疑谷歌宣稱的結(jié)果,他們認(rèn)為傳統(tǒng)超算系統(tǒng)用2.5天就可高保真地完成同樣任務(wù),還可能更快。IBM團隊認(rèn)為,從實際應(yīng)用角度,量子計算永遠(yuǎn)不會完全取代傳統(tǒng)超算,兩者各有所長,將協(xié)同工作。谷歌團隊也承認(rèn),全面發(fā)揮量子計算的能力需要設(shè)計出具有容錯能力的邏輯量子比特,還需多方面技術(shù)飛躍。

  美國國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)院去年年底發(fā)布一份報告稱,鑒于量子計算當(dāng)前的狀態(tài)和仍需應(yīng)對的巨大挑戰(zhàn),10年內(nèi)“極不可能”出現(xiàn)能夠威脅“公鑰加密”的量子計算機,而“公鑰加密”是當(dāng)今計算機安全和網(wǎng)絡(luò)安全的重要基礎(chǔ)。

  谷歌首席執(zhí)行官孫達(dá)爾·皮柴此前也表示,從演示“量子霸權(quán)”到量子計算商用至少需要10年。由此可見,在未來相當(dāng)長時間內(nèi),傳統(tǒng)高性能計算仍將是世界各國激烈競爭的熱門領(lǐng)域。

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