打開自主研制道路 “天河二號”給中國帶來自信

　　2015年11月16日，在美國公布了全球超級計算機(jī)500強(qiáng)，“天河二號”超級計算機(jī)以每秒33.86千萬億次連續(xù)第六度稱雄。而早前據(jù)報道，美國已經(jīng)決定禁止英特爾公司向中國出口與超級計算機(jī)相關(guān)的一些技術(shù)，其中也當(dāng)然包括出售至強(qiáng)芯片用于天河二號的升級。

　　此消息一出，擔(dān)任天河2號系統(tǒng)主任設(shè)計師以及國防科大教授盧宇彤回應(yīng)，“研制天河2號的計劃不變，將計算能力從55PFLOPS升級到100PFLOPS，美國雖然限售天河二號升級所需的IntelXeon處理器，對原本的計劃多多少少會有一定的影響，但幸好我們早有準(zhǔn)備，不會影響天河二號的進(jìn)程”。由于Xeon E5處理器比較容易獲取，所以美國把限售的重點直接指向了XeonPhi計算加速卡。我國之所以想要這種加速卡，必然是考慮到了它的能耗和建設(shè)成本。

　　然而這并不能阻止我國繼續(xù)研制天河二號的步伐。這次，一個全新的天河2A將推向全球，與以往的天河系統(tǒng)相比，其運算峰值將達(dá)到100P，重點是“中國計算加速卡ChinaAccelerator”首次亮相，型號為“Matrix2000”。消息一出給了美國一個完美的回?fù)?。天?A在性能提升到100P的同時，功耗幾乎沒有增加。天河二號A仍然是以自主研發(fā)的H2FS文件系統(tǒng)為核心，實現(xiàn)了1TB/s的突發(fā)傳輸，100GB/s的持續(xù)傳輸。

　　天河二號A的計算節(jié)點數(shù)量將從天河二號的16000個，增加到約18000個，處理器仍然沒變，還是至強(qiáng)E5-2692V2，而最引人關(guān)注的則是用“ChinaAccelerator”(中國加速器)替代了XeonPhi。Matrix2000的主要設(shè)計規(guī)格預(yù)計為16核設(shè)計，可達(dá)到2.4T的浮點性能，功耗比現(xiàn)有的XeonPhi少了100W。Matrix2000的內(nèi)部設(shè)計，采用了標(biāo)量與向量單元+超長指令字(VLIW)的架構(gòu)。針對全新的Matrix2000所準(zhǔn)備的軟件堆棧，包括GPDPS驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)學(xué)庫等。在互聯(lián)層，采用了自主研發(fā)的TH-Express2+架構(gòu)，實現(xiàn)了自適應(yīng)(Adaptive)互聯(lián)架構(gòu)。

　　目前，Matrix2000已經(jīng)通過了驗收，但正式投入使用時間還不確定，估計在今年就可投入。隨著天河2A的研制成功，真正打開了中國自主研制的道路，由于美國限售加速器，在這種情況下中國還能夠很快達(dá)到100P的性能，美方也是意想不到的，以為沒了他們，中國的超級計算機(jī)就停滯了，事實卻恰恰相反。

　　然而，這種具有超強(qiáng)存儲、計算和處理能力的超大型計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用非常廣，不管是在民用、國防還是軍事領(lǐng)域都得到很好的發(fā)展。特別是軍事領(lǐng)域，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。比如，在設(shè)計制造戰(zhàn)機(jī)或艦艇時，進(jìn)行復(fù)雜空氣力學(xué)和流體力學(xué)的試驗和分析時常會出現(xiàn)一些困難，因為這需要搜集眾多數(shù)據(jù)信息以及精細(xì)建模，且要進(jìn)行大量的數(shù)字計算、模擬仿真和優(yōu)化處理，而這些對于超級計算機(jī)而言是非常簡單的，它能以最短的時間，高效、準(zhǔn)確地設(shè)計出性能最好的戰(zhàn)機(jī)，從而對戰(zhàn)機(jī)實施控制;

　　另外，處在信息化的時代情報獲取和分析，對超級計算機(jī)的需求更大。如今各種高科技應(yīng)用的產(chǎn)生，加密技術(shù)日益先進(jìn)，密鑰更換速度不斷加快，再使用人工破解已經(jīng)不大可能了，對于普通的計算機(jī)而言運算速度不夠，短時間內(nèi)可能無法破解密碼，只有借助于超級計算機(jī)才有可能在最短的時間內(nèi)找到密鑰和破譯密碼，如此一來，我們也能夠及時有效的擺脫黑客的監(jiān)控，以此采取正當(dāng)行為。因此超級計算機(jī)如今已成為破解密碼的不二工具，推動了信息化的進(jìn)程。而超級計算機(jī)的用途遠(yuǎn)不止于此，它的成功打開了中國的市場，給中國帶來了自信。