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(jī)500強(qiáng)榜單出爐：美國超算“頂點(diǎn)”以每秒14.86億億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度再次登頂。此前連續(xù)4次在全球超級計算機(jī)中奪冠的“神威·太湖之光”位居第三。

這一消息傳來，盡管此次中國超算上榜數(shù)量蟬聯(lián)第一，但在業(yè)內(nèi)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？又該如何科學(xué)合理地來看待中國超算的發(fā)展？超算未來的發(fā)展趨勢是怎樣的？6月18日，科技日報記者采訪了超級計算領(lǐng)域的相關(guān)專家。

全球超算比的不僅是速度，最關(guān)鍵的在于應(yīng)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法，國家超級計算無錫中心主任楊廣文認(rèn)為，超級計算機(jī)被稱為“國家重器”，屬于國家戰(zhàn)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(yīng)體現(xiàn)在實際應(yīng)用上。要看它能否用得起來，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。

國家超級計算無錫中心先進(jìn)制造部部長任虎告訴記者，“神威·太湖之光”計算機(jī)系統(tǒng)自2016年6月發(fā)布以來，以每秒超十億億次的浮點(diǎn)峰值計算能力、超千萬核心的并行規(guī)模，吸引了國內(nèi)外大批頂尖團(tuán)隊開展應(yīng)用研發(fā)，取得了許多重大應(yīng)用成果。

院所、企事業(yè)單位共申請了1845個賬號，其中中國香港和臺灣地區(qū)3個，國外用戶45個（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多萬個應(yīng)用課題的解算任務(wù)。

這些應(yīng)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(shè)計、電磁仿真、量子模擬、先進(jìn)制造、新材料、新能源等20多個應(yīng)用領(lǐng)域，支持了包括科學(xué)與工程計算、大數(shù)據(jù)、人工智能領(lǐng)域的10多個國家重大專項和重點(diǎn)研發(fā)項目，200余項應(yīng)用課題達(dá)到百萬核心計算規(guī)模。

特別是其中22個大型應(yīng)用能夠高效運(yùn)行整機(jī)計算資源，并行規(guī)模達(dá)到千萬核心，并取得了一批高水平的應(yīng)用成果。在6個入圍國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎——“戈登·貝爾”獎的重大應(yīng)用中，“千萬核可擴(kuò)展非靜力大氣動力學(xué)全隱式模擬”和“非線性大地震模擬”2個應(yīng)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力的競爭對手，過去美國政府一直禁止向中國出售高性能計算芯片，就是意圖通過限售鎖死中國超算快速發(fā)展的腳步?！睏顝V文說，近15年來，我國從“一窮二白”，最終自主研制出世界上運(yùn)算能力最強(qiáng)、速度最快的“神威·太湖之光”，這充分體現(xiàn)出我國超算機(jī)器的研發(fā)水平，現(xiàn)在仍處于世界領(lǐng)先地位。尤其是在超算機(jī)器應(yīng)用上，我國已走在世界前列，充分顯示出了中國超算的實力，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(jì)競爭力和應(yīng)對科學(xué)挑戰(zhàn)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(xù)領(lǐng)先。因此，美國要想繼續(xù)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，對美國政府和研究機(jī)構(gòu)觸動很大，其中‘神威·太湖之光’的問世，促使美國加大投入研發(fā)新一代超級計算機(jī)?！睏顝V文說 。

楊廣文介紹，E級計算被公認(rèn)為“超級計算機(jī)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(shù)學(xué)運(yùn)算的超級計算機(jī)，比“神威·太湖之光”快8倍，主要滿足全球氣候變化模擬、天體物理大數(shù)據(jù)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(dá)國家都在搶占發(fā)展先機(jī)。

事實上，我國面對未來一場新的挑戰(zhàn)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)專項中，重點(diǎn)支持三個不同技術(shù)路線的E級原型系統(tǒng)即“天河三號”、“曙光”機(jī)和“神威”機(jī)的研發(fā)?？梢哉f，中國E級超算系統(tǒng)研發(fā)正在穩(wěn)步推進(jìn)。

“隨著國際競爭和形勢變化，中國超算的下一步目標(biāo)是掌握關(guān)鍵核心技術(shù)，包括處理器、光電子元件、3D內(nèi)存、新型存儲設(shè)備、應(yīng)用軟件等，加大對大數(shù)據(jù)與人工智能等新興超算應(yīng)用的支撐，全面打造國產(chǎn)超算生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。”中國高性能計算重點(diǎn)研發(fā)專項總體組組長、中山大學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)計算機(jī)學(xué)院院長錢德沛說。