超算性能與技術(shù)高不高，不能僅憑“速度”

近日，新一期全球超級計算機500強榜單出爐：美國超算“頂點(diǎn)”以每秒14.86億億次的浮點(diǎn)運算速度再次登頂。此前連續4次在全球超級計算機中奪冠的“神威·太湖之光”位居第三。

這一消息傳來(lái)，盡管此次中國超算上榜數量蟬聯(lián)第一，但在業(yè)內仍引起反響。那么，該如何看待美國超算重返榜首，重新找回“老大”的感覺(jué)？又該如何科學(xué)合理地來(lái)看待中國超算的發(fā)展？超算未來(lái)的發(fā)展趨勢是怎樣的？6月18日，科技日報記者采訪(fǎng)了超級計算領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)家。

全球超算比的不僅是速度，最關(guān)鍵的在于應用

面對中國超級計算速度上被美國超越，針對外界各種各樣的議論與說(shuō)法，國家超級計算無(wú)錫中心主任楊廣文認為，超級計算機被稱(chēng)為“國家重器”，屬于國家戰略高技術(shù)領(lǐng)域，是世界各國競相角逐的科技制高點(diǎn)。但是，看一個(gè)國家超算的性能與技術(shù)水平，不能僅看它的速度，更多的應體現在實(shí)際應用上。要看它能否用得起來(lái)，并且用得好，是否能夠服務(wù)于國家特殊需要，服務(wù)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國家超級計算無(wú)錫中心先進(jìn)制造部部長(cháng)任虎告訴記者，“神威·太湖之光”計算機系統自2016年6月發(fā)布以來(lái)，以每秒超十億億次的浮點(diǎn)峰值計算能力、超千萬(wàn)核心的并行規模，吸引了國內外大批頂尖團隊開(kāi)展應用研發(fā)，取得了許多重大應用成果。

院所、企事業(yè)單位共申請了1845個(gè)賬號，其中中國香港和臺灣地區3個(gè)，國外用戶(hù)45個(gè)（包括美國、英國、俄羅斯、日本、澳大利亞、瑞士和新加坡等國家），共完成1200多萬(wàn)個(gè)應用課題的解算任務(wù)。

這些應用課題，涉及天氣氣候、航空航天、船舶工程、海洋環(huán)境、石油勘探、生物信息、藥物設計、電磁仿真、量子模擬、先進(jìn)制造、新材料、新能源等20多個(gè)應用領(lǐng)域，支持了包括科學(xué)與工程計算、大數據、人工智能領(lǐng)域的10多個(gè)國家重大專(zhuān)項和重點(diǎn)研發(fā)項目，200余項應用課題達到百萬(wàn)核心計算規模。

特別是其中22個(gè)大型應用能夠高效運行整機計算資源，并行規模達到千萬(wàn)核心，并取得了一批高水平的應用成果。在6個(gè)入圍國際高性能計算應用領(lǐng)域最高獎——“戈登·貝爾”獎的重大應用中，“千萬(wàn)核可擴展非靜力大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”和“非線(xiàn)性大地震模擬”2個(gè)應用，分別獲得2016、2017年度“戈登·貝爾”獎。

“神威·太湖之光”成果促使美國再次發(fā)力

“美國早已將中國視為最有實(shí)力的競爭對手，過(guò)去美國政府一直禁止向中國出售高性能計算芯片，就是意圖通過(guò)限售鎖死中國超算快速發(fā)展的腳步?！睏顝V文說(shuō)，近15年來(lái)，我國從“一窮二白”，最終自主研制出世界上運算能力最強、速度最快的“神威·太湖之光”，這充分體現出我國超算機器的研發(fā)水平，現在仍處于世界領(lǐng)先地位。尤其是在超算機器應用上，我國已走在世界前列，充分顯示出了中國超算的實(shí)力，引起了世界超算界的高度關(guān)注。

“高性能計算對于國家安全、經(jīng)濟競爭力和應對科學(xué)挑戰的能力至關(guān)重要，若算力不足，很難維持科技發(fā)展的持續領(lǐng)先。因此，美國要想繼續保持全球超級大國地位，需要在超算領(lǐng)域重回榜首。特別是中國超算取得的這些成績(jì)，對美國政府和研究機構觸動(dòng)很大，其中‘神威·太湖之光’的問(wèn)世，促使美國加大投入研發(fā)新一代超級計算機?！睏顝V文說(shuō) 。

楊廣文介紹，E級計算被公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”，是國際上高端信息技術(shù)創(chuàng )新和競爭的制高點(diǎn)。E級超算指每秒可進(jìn)行百億億次數學(xué)運算的超級計算機，比“神威·太湖之光”快8倍，主要滿(mǎn)足全球氣候變化模擬、天體物理大數據的處理、模擬宇宙的演化、新型材料驗證等重大計算需求。因此，發(fā)達國家都在搶占發(fā)展先機。

事實(shí)上，我國面對未來(lái)一場(chǎng)新的挑戰與考驗，超前布局了下一代超算，在“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項中，重點(diǎn)支持三個(gè)不同技術(shù)路線(xiàn)的E級原型系統即“天河三號”、“曙光”機和“神威”機的研發(fā)?？梢哉f(shuō)，中國E級超算系統研發(fā)正在穩步推進(jìn)。

“隨著(zhù)國際競爭和形勢變化，中國超算的下一步目標是掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，包括處理器、光電子元件、3D內存、新型存儲設備、應用軟件等，加大對大數據與人工智能等新興超算應用的支撐，全面打造國產(chǎn)超算生態(tài)環(huán)境，實(shí)現可持續創(chuàng )新發(fā)展?！敝袊咝阅苡嬎阒攸c(diǎn)研發(fā)專(zhuān)項總體組組長(cháng)、中山大學(xué)數據科學(xué)計算機學(xué)院院長(cháng)錢(qián)德沛說(shuō)。