國(guó)產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)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(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單公布，使用中國(guó)自主芯片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二號(hào)”登上榜首，成為全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，三項(xiàng)在“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)上開展的應(yīng)用課題榮獲“戈登貝爾獎(jiǎng)”提名，中國(guó)超算上榜總數(shù)量為167臺(tái)套，首次超過(guò)美國(guó)名列第一。

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

　　自主芯片“大考”過(guò)關(guān)?

　　中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專委會(huì)秘書長(zhǎng)張?jiān)迫诮邮堋吨袊?guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，這次HPC榜單公布，中國(guó)軍團(tuán)無(wú)論是在數(shù)量上還是性能上都實(shí)現(xiàn)了全面超越。中國(guó)軍團(tuán)囊括冠亞軍，榜單前十名除了“神威·太湖之光”與“天河二號(hào)”外，其他分別是美國(guó)的“泰坦”與“紅杉”、日本的“京”、美國(guó)的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德國(guó)的“花尾榛雞”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。一個(gè)國(guó)家囊括冠亞軍過(guò)去只有美國(guó)做到。

　　從數(shù)量上看，這次中國(guó)除了拿到了冠亞軍，整個(gè)上榜數(shù)量為167臺(tái)，超過(guò)了美國(guó)的165臺(tái)，而聯(lián)想因?yàn)樯习?2套名列第二，這些成績(jī)都打破了過(guò)去的紀(jì)錄。中國(guó)開始從超算大國(guó)向超算強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。

　　從性能與自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)創(chuàng)新上看，據(jù)國(guó)際TOP500組織發(fā)布的榜單，“神威·太湖之光”峰值計(jì)算速度達(dá)每秒12.54億億次，持續(xù)計(jì)算速度每秒9.3億億次，性能功耗比為每瓦60.51億次，三項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)均排名世界第一。“神威·太湖之光”的浮點(diǎn)運(yùn)算速度比第二名“天河二號(hào)”快出近兩倍，效率提高3倍，功耗也比“天河二號(hào)”低。更重要的是，與“天河二號(hào)”使用英特爾芯片不一樣，“神威·太湖之光”使用的是中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“申威”處理器。“神威·太湖之光”實(shí)現(xiàn)了從CPU、操作系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等核心部件的完全自主研發(fā)。

　　據(jù)張?jiān)迫嘎叮?ldquo;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(guó)神威·藍(lán)光”超級(jí)計(jì)算機(jī)，在2012年參與國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)時(shí)就引起了關(guān)注，當(dāng)時(shí)它的運(yùn)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(xiàn)了百倍速度的提升。采用國(guó)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(jì)算產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理曹振南在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，中國(guó)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(jì)算機(jī)，無(wú)疑給中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)帶來(lái)很大的激勵(lì)。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(yīng)用兼容性等。

　　在軟件應(yīng)用兼容與生態(tài)問(wèn)題上，張?jiān)迫磉_(dá)了與曹振南相似的觀點(diǎn)，“神威·太湖之光”采用的是非X86的體系架構(gòu)，因?yàn)槭亲约旱捏w系架構(gòu)，所以從軟件和應(yīng)用上后續(xù)有大量的工作要做。

　　未來(lái)，中國(guó)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，先搶占制高點(diǎn)實(shí)現(xiàn)某個(gè)維度的突破，再完善后續(xù)生態(tài)全面跟進(jìn)?張?jiān)迫硎?，HPC是戰(zhàn)略市場(chǎng)，不是類似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(xiàng)在“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)上開展的應(yīng)用課題榮獲“戈登貝爾獎(jiǎng)”提名，這也表明目前“神威·太湖之光”的應(yīng)用“彈藥”還是足夠的。

　　天河二號(hào)讓位是“陰謀論”?

　　有人說(shuō)，曾經(jīng)六連冠的“天河二號(hào)”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(yàn)明正身，體現(xiàn)中國(guó)芯片與英特爾芯片能力相當(dāng)，是“自己人有意交換位置”。

　　對(duì)于這一觀點(diǎn)，張?jiān)迫χ硎?，這個(gè)是“陰謀論”，應(yīng)該不是有意為之。“天河二號(hào)”同樣希望繼續(xù)沖刺冠軍，只是去年美國(guó)對(duì)“天河二號(hào)”實(shí)行處理器禁運(yùn)后，延誤了“天河二號(hào)”的升級(jí)計(jì)劃。“天河二號(hào)”更換其他處理器必然需要時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，升級(jí)的時(shí)間將延遲到2016年年底至2017年上半年。

　　去年美國(guó)對(duì)中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)實(shí)施芯片禁運(yùn)時(shí)，《中國(guó)電子報(bào)》記者也曾采訪過(guò)張?jiān)迫?，他?dāng)時(shí)就表示，禁運(yùn)會(huì)影響“天河二號(hào)”的升級(jí)時(shí)間，但對(duì)中國(guó)的自主芯片發(fā)展一定是個(gè)利好，且中國(guó)HPC的發(fā)展不會(huì)因?yàn)榻\(yùn)而滯緩。

　　果然言中了，僅僅幾個(gè)月就兌現(xiàn)了張?jiān)迫念A(yù)言。

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

　　“天河二號(hào)”連續(xù)幾次奪冠后，似乎讓超級(jí)計(jì)算大國(guó)美國(guó)的“面子”有些掛不住。去年，美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬簽署了超算加速計(jì)劃的總統(tǒng)令，將加速美國(guó)的HPC發(fā)展。按照慣例，總統(tǒng)令簽署之后，會(huì)很快出臺(tái)相關(guān)實(shí)施計(jì)劃，但公眾隨后并沒(méi)有如期看到有相關(guān)計(jì)劃公布。張?jiān)迫硎?，從公開信息來(lái)看，按計(jì)劃美國(guó)超過(guò)100P的超級(jí)計(jì)算要到2017年或2018年才出來(lái)，如果美國(guó)不提前實(shí)施加速計(jì)劃，那么中國(guó)HPC在TOP500上就有可能蟬聯(lián)十連冠。

　　“但美國(guó)一直是超算強(qiáng)國(guó)，即便今天中國(guó)全自主的系統(tǒng)奪得了冠軍，也不能否認(rèn)美國(guó)超算強(qiáng)國(guó)地位。目前除了‘神威·太湖之光’采用中國(guó)的自主芯片，這次上榜的中國(guó)其他超級(jí)計(jì)算機(jī)大部分還是采用國(guó)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(jié)奏，這幾年全球HPC的發(fā)展進(jìn)入了相對(duì)緩慢期，”天河二號(hào)”之后，全球HPC更新進(jìn)入低谷。張?jiān)迫硎?，從現(xiàn)在看，全球HPC更新的速度開始恢復(fù)、止跌回升了。

　　另外一個(gè)趨勢(shì)是HPC正在進(jìn)入越來(lái)越多的“非科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域”。一直以來(lái)HPC主要是在科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域，這次上榜的超級(jí)計(jì)算機(jī)很多來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。也正因?yàn)槿绱?，?duì)于中國(guó)軍團(tuán)這次取得的成績(jī)，也有一些聲音認(rèn)為中國(guó)之所以如此大規(guī)模突圍，是中國(guó)有大量的HPC應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)，這讓中國(guó)軍團(tuán)入圍臺(tái)套大幅增加。而事實(shí)上，HPC正應(yīng)用在越來(lái)越多的非科學(xué)領(lǐng)域。

　　曹振南表示，HPC針對(duì)獨(dú)特的應(yīng)用場(chǎng)景而進(jìn)行專門的優(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(qiáng)”，在超算的競(jìng)技場(chǎng)上爭(zhēng)個(gè)高下，更是為了有更大的應(yīng)用空間，解決更多的問(wèn)題，比如“神威·太湖之光”與“天河二號(hào)”下一個(gè)階段的挑戰(zhàn)就是如何用好用足，盡快充分釋放這些計(jì)算能力。