國產(chǎn)超級計算機成為全球第一 自主芯片“大考”過關？

　　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”超級計算機上開展的應用課題榮獲“戈登貝爾獎”提名，中國超算上榜總數(shù)量為167臺套，首次超過美國名列第一。

　　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HPC有哪些趨勢?

　　自主芯片“大考”過關?

　　中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉在接受《中國電子報》記者采訪時表示，這次HPC榜單公布，中國軍團無論是在數(shù)量上還是性能上都實現(xiàn)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”。一個國家囊括冠亞軍過去只有美國做到。

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

　　從性能與自主知識產(chǎn)權的技術創(chuàng)新上看，據(jù)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(xù)計算速度每秒9.3億億次，性能功耗比為每瓦60.51億次，三項關鍵指標均排名世界第一。“神威·太湖之光”的浮點運算速度比第二名“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”實現(xiàn)了從CPU、操作系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡等核心部件的完全自主研發(fā)。

　　據(jù)張云泉透露，“神威·太湖之光”奪冠并非無跡可尋，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時就引起了關注，當時它的運算速度為1000萬億次，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，實現(xiàn)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》記者采訪時表示，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，無疑給中國芯片產(chǎn)業(yè)帶來很大的激勵。但與此同時，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)問題上，張云泉表達了與曹振南相似的觀點，“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(xù)有大量的工作要做。

　　未來，中國IT產(chǎn)業(yè)的很多關鍵技術是否也都可以采取“神威太湖之光”的路線，先搶占制高點實現(xiàn)某個維度的突破，再完善后續(xù)生態(tài)全面跟進?張云泉表示，HPC是戰(zhàn)略市場，不是類似PC那樣的“廣義”市場，是可以采用這樣的方式進行突破的。有三項在“神威·太湖之光”超級計算機上開展的應用課題榮獲“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，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(tǒng)”驗明正身，體現(xiàn)中國芯片與英特爾芯片能力相當，是“自己人有意交換位置”。

　　對于這一觀點，張云泉笑著表示，這個是“陰謀論”，應該不是有意為之。“天河二號”同樣希望繼續(xù)沖刺冠軍，只是去年美國對“天河二號”實行處理器禁運后，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間進行系統(tǒng)調整，升級的時間將延遲到2016年年底至2017年上半年。

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

　　果然言中了，僅僅幾個月就兌現(xiàn)了張云泉的預言。

　　這次中國軍團如此多的利好帶來的又一個疑問是，美國HPC真的不行嗎?

　　“天河二號”連續(xù)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(tǒng)奧巴馬簽署了超算加速計劃的總統(tǒng)令，將加速美國的HPC發(fā)展。按照慣例，總統(tǒng)令簽署之后，會很快出臺相關實施計劃，但公眾隨后并沒有如期看到有相關計劃公布。張云泉表示，從公開信息來看，按計劃美國超過100P的超級計算要到2017年或2018年才出來，如果美國不提前實施加速計劃，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(tǒng)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?

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

　　另外一個趨勢是HPC正在進入越來越多的“非科學計算領域”。一直以來HPC主要是在科學計算等領域，這次上榜的超級計算機很多來自互聯(lián)網(wǎng)應用。也正因為如此，對于中國軍團這次取得的成績，也有一些聲音認為中國之所以如此大規(guī)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。而事實上，HPC正應用在越來越多的非科學領域。

　　曹振南表示，HPC針對獨特的應用場景而進行專門的優(yōu)化和定制也將是未來的方向之一，比如地球模擬裝置。

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