國產(chǎn)超級計算機成為全球第一 自主芯片“大考”過(guò)關(guān)？

　　6月20日，新一期全球超級計算機500強榜單公布，使用中國自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號”登上榜首，成為全球最快的超級計算機，三項在“神威·太湖之光”超級計算機上開(kāi)展的應用課題榮獲“戈登貝爾獎”提名，中國超算上榜總數量為167臺套，首次超過(guò)美國名列第一。

　　這期榜單透露了哪些重要信息?“天河二號”讓位“神威·太湖之光”是否有意為中國自主芯片“驗明正身”?未來(lái)HPC有哪些趨勢?

　　自主芯片“大考”過(guò)關(guān)?

　　中國計算機學(xué)會(huì )高性能計算專(zhuān)委會(huì )秘書(shū)長(cháng)張云泉在接受《中國電子報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，這次HPC榜單公布，中國軍團無(wú)論是在數量上還是性能上都實(shí)現了全面超越。中國軍團囊括冠亞軍，榜單前十名除了“神威·太湖之光”與“天河二號”外，其他分別是美國的“泰坦”與“紅杉”、日本的“京”、美國的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德國的“花尾榛雞”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。一個(gè)國家囊括冠亞軍過(guò)去只有美國做到。

　　從數量上看，這次中國除了拿到了冠亞軍，整個(gè)上榜數量為167臺，超過(guò)了美國的165臺，而聯(lián)想因為上榜92套名列第二，這些成績(jì)都打破了過(guò)去的紀錄。中國開(kāi)始從超算大國向超算強國轉變。

　　從性能與自主知識產(chǎn)權的技術(shù)創(chuàng )新上看，據國際TOP500組織發(fā)布的榜單，“神威·太湖之光”峰值計算速度達每秒12.54億億次，持續計算速度每秒9.3億億次，性能功耗比為每瓦60.51億次，三項關(guān)鍵指標均排名世界第一。“神威·太湖之光”的浮點(diǎn)運算速度比第二名“天河二號”快出近兩倍，效率提高3倍，功耗也比“天河二號”低。更重要的是，與“天河二號”使用英特爾芯片不一樣，“神威·太湖之光”使用的是中國自主知識產(chǎn)權的“申威”處理器。“神威·太湖之光”實(shí)現了從CPU、操作系統、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )等核心部件的完全自主研發(fā)。

　　據張云泉透露，“神威·太湖之光”奪冠并非無(wú)跡可尋，之前采用同樣自主處理器的“中國神威·藍光”超級計算機，在2012年參與國際超級計算機大會(huì )時(shí)就引起了關(guān)注，當時(shí)它的運算速度為1000萬(wàn)億次，采用的是16核的“申威”芯片，這次“神威·太湖之光”采用是260核的“申威”處理器，實(shí)現了百倍速度的提升。采用國產(chǎn)眾核芯片，性能完全追平了Intel最好的超算芯片。

　　曙光公司高性能計算產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理曹振南在接受《中國電子報》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，中國一直希望發(fā)展自主芯片，采用自主芯片的“神威·太湖之光”奪冠，成為全球最快的計算機，無(wú)疑給中國芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)很大的激勵。但與此同時(shí)，我們也需要注意到在發(fā)展自主芯片的道路上，我們依然面臨很多的問(wèn)題，比如芯片的生態(tài)環(huán)境，比如與軟件應用兼容性等。

　　在軟件應用兼容與生態(tài)問(wèn)題上，張云泉表達了與曹振南相似的觀(guān)點(diǎn)，“神威·太湖之光”采用的是非X86的體系架構，因為是自己的體系架構，所以從軟件和應用上后續有大量的工作要做。

　　未來(lái)，中國IT產(chǎn)業(yè)的很多關(guān)鍵技術(shù)是否也都可以采取“神威太湖之光”的路線(xiàn)，先搶占制高點(diǎn)實(shí)現某個(gè)維度的突破，再完善后續生態(tài)全面跟進(jìn)?張云泉表示，HPC是戰略市場(chǎng)，不是類(lèi)似PC那樣的“廣義”市場(chǎng)，是可以采用這樣的方式進(jìn)行突破的。有三項在“神威·太湖之光”超級計算機上開(kāi)展的應用課題榮獲“戈登貝爾獎”提名，這也表明目前“神威·太湖之光”的應用“彈藥”還是足夠的。

　　天河二號讓位是“陰謀論”?

　　有人說(shuō)，曾經(jīng)六連冠的“天河二號”這次有意讓位于“神威·太湖之光”，是為了讓“全自主HPC系統”驗明正身，體現中國芯片與英特爾芯片能力相當，是“自己人有意交換位置”。

　　對于這一觀(guān)點(diǎn)，張云泉笑著(zhù)表示，這個(gè)是“陰謀論”，應該不是有意為之。“天河二號”同樣希望繼續沖刺冠軍，只是去年美國對“天河二號”實(shí)行處理器禁運后，延誤了“天河二號”的升級計劃。“天河二號”更換其他處理器必然需要時(shí)間進(jìn)行系統調整，升級的時(shí)間將延遲到2016年年底至2017年上半年。

　　去年美國對中國高性能計算機實(shí)施芯片禁運時(shí)，《中國電子報》記者也曾采訪(fǎng)過(guò)張云泉，他當時(shí)就表示，禁運會(huì )影響“天河二號”的升級時(shí)間，但對中國的自主芯片發(fā)展一定是個(gè)利好，且中國HPC的發(fā)展不會(huì )因為禁運而滯緩。

　　果然言中了，僅僅幾個(gè)月就兌現了張云泉的預言。

　　這次中國軍團如此多的利好帶來(lái)的又一個(gè)疑問(wèn)是，美國HPC真的不行嗎?

　　“天河二號”連續幾次奪冠后，似乎讓超級計算大國美國的“面子”有些掛不住。去年，美國總統奧巴馬簽署了超算加速計劃的總統令，將加速美國的HPC發(fā)展。按照慣例，總統令簽署之后，會(huì )很快出臺相關(guān)實(shí)施計劃，但公眾隨后并沒(méi)有如期看到有相關(guān)計劃公布。張云泉表示，從公開(kāi)信息來(lái)看，按計劃美國超過(guò)100P的超級計算要到2017年或2018年才出來(lái)，如果美國不提前實(shí)施加速計劃，那么中國HPC在TOP500上就有可能蟬聯(lián)十連冠。

　　“但美國一直是超算強國，即便今天中國全自主的系統奪得了冠軍，也不能否認美國超算強國地位。目前除了‘神威·太湖之光’采用中國的自主芯片，這次上榜的中國其他超級計算機大部分還是采用國外的芯片。”曹振南表示。

　　HPC走向更大的市場(chǎng)?

　　HPC發(fā)展有一定的周期和節奏，這幾年全球HPC的發(fā)展進(jìn)入了相對緩慢期，”天河二號”之后，全球HPC更新進(jìn)入低谷。張云泉表示，從現在看，全球HPC更新的速度開(kāi)始恢復、止跌回升了。

　　另外一個(gè)趨勢是HPC正在進(jìn)入越來(lái)越多的“非科學(xué)計算領(lǐng)域”。一直以來(lái)HPC主要是在科學(xué)計算等領(lǐng)域，這次上榜的超級計算機很多來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)應用。也正因為如此，對于中國軍團這次取得的成績(jì)，也有一些聲音認為中國之所以如此大規模突圍，是中國有大量的HPC應用在互聯(lián)網(wǎng)，這讓中國軍團入圍臺套大幅增加。而事實(shí)上，HPC正應用在越來(lái)越多的非科學(xué)領(lǐng)域。

　　曹振南表示，HPC針對獨特的應用場(chǎng)景而進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的優(yōu)化和定制也將是未來(lái)的方向之一，比如地球模擬裝置。

　　事實(shí)上，我們推動(dòng)HPC的發(fā)展不僅僅是為“更快、更高、更強”，在超算的競技場(chǎng)上爭個(gè)高下，更是為了有更大的應用空間，解決更多的問(wèn)題，比如“神威·太湖之光”與“天河二號”下一個(gè)階段的挑戰就是如何用好用足，盡快充分釋放這些計算能力。