異構(gòu)超算高不可攀？中國(guó)超算早就用上了

　　日前，有媒體發(fā)布了《除了圓珠筆頭，中國(guó)還有哪些核心技術(shù)沒掌握?答案令人震驚……》一文，并在網(wǎng)絡(luò)上廣泛傳播。文章中介紹了很多中國(guó)在諸多科技領(lǐng)域的短板，說(shuō)明了在精密儀器、數(shù)控機(jī)床等領(lǐng)域中國(guó)依然和國(guó)際頂尖水平有較大差距。但文章存在一些明顯的謬誤，比如介紹了幾項(xiàng)有關(guān)超算的內(nèi)容，但這幾項(xiàng)技術(shù)卻并非中國(guó)還未掌握的核心技術(shù)。

　　日本在CPU+GPU異構(gòu)式超算方面技術(shù)成果非常有限

　　《除了圓珠筆頭，中國(guó)還有哪些核心技術(shù)沒掌握?答案令人震驚……》一文中稱：

　　“cpu/gpu異構(gòu)式超算系統(tǒng)的提倡者兼此平臺(tái)程序軟件的先驅(qū)開發(fā)者，超級(jí)計(jì)算機(jī)界最高峰學(xué)術(shù)賞sidney fernbach award的新科得主——東京工業(yè)大學(xué)全球科學(xué)信息計(jì)算中心prof.satoshi matsuoka;隨著后續(xù)軟體資源的快速配套和并行集群計(jì)算技術(shù)的加速發(fā)展，cpu/gpu異構(gòu)式超算已經(jīng)成為整個(gè)hpc界的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)體系，從最早的tsubame1.2到連續(xù)green500測(cè)試頭名的tsubame-kfc，目前全球幾乎所有高性能超算系統(tǒng)都是此架構(gòu)的支持者，matsuoka博士也因此獲得了象征超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域個(gè)人最高榮譽(yù)的sidney fernbach award”

　　拋開文章中非常拗口的表達(dá)方式不談，該文章中的內(nèi)容很容易誤導(dǎo)讀者，以為日本在cpu/gpu異構(gòu)式超算方面有很高的成就。那么，實(shí)際情況又是怎么樣呢?

　　CPU+GPU異構(gòu)式超算系統(tǒng)僅僅是異構(gòu)式超算系統(tǒng)的一個(gè)選項(xiàng)，而日本matsuoka博士是CPU+GPU異構(gòu)式超算系統(tǒng)的提倡者，而之后的完善和實(shí)現(xiàn)是全球眾多工程師、公司合力的結(jié)果，比如中國(guó)國(guó)防科大、美國(guó)英偉達(dá)公司等都參與其中。

　　就CPU+GPU異構(gòu)式超算的技術(shù)成果來(lái)說(shuō)，中國(guó)有天河1A，美國(guó)有泰坦。相比之下，日本在CPU+GPU異構(gòu)式超算方面卻沒有性能與泰坦相似的CPU+GPU異構(gòu)式超算系統(tǒng)，根本沒能建成哪怕一臺(tái)性能達(dá)到神威太湖之光十分之一的cpu/gpu異構(gòu)式超算。即便是日本最新建的超算Oakforest-PACS，也使用的是Intel的眾核加速器，而非美國(guó)英偉達(dá)公司的GPGPU。

　　日本新超算Oakforest-PACS

　　CPU+GPU異構(gòu)式超算并非高不可攀

　　異構(gòu)計(jì)算要使用不同類型的處理器來(lái)處理不同類型的計(jì)算任務(wù)。常見的計(jì)算單元包括CPU、GPGPU、GPDSP、ASIC、FPGA和其它類型的眾核處理器等。采用異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)的超算會(huì)使用至少2種類型的處理器，其中異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)中通用CPU負(fù)責(zé)邏輯復(fù)雜的調(diào)度和串行任務(wù)，加速器負(fù)責(zé)并行度高的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算加速。

　　具體來(lái)說(shuō)，采用異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)的超算在運(yùn)算中既使用處理器，又使用GPU或眾核芯片等加速器。中國(guó)天河2號(hào)、美國(guó)泰坦都采用異構(gòu)計(jì)算架構(gòu)。

　　而根據(jù)使用的加速器不同，異構(gòu)超算也有多種類型。

　　比如美國(guó)超算泰坦、中國(guó)的天河1A，就是CPU+GPGPU。

　　中國(guó)超算天河2號(hào)就是CPU+眾核處理器。

　　中國(guó)天河2A超算則是CPU+GPDSP。由于美國(guó)對(duì)中國(guó)四家超算中心禁售Intel至強(qiáng)PHI計(jì)算卡，升級(jí)之后的天河2A采用自主研發(fā)的矩陣2000來(lái)替代Intel的計(jì)算卡，在更換加速器之后，變成了CPU+GPDSP，這是全球首創(chuàng)。

　　此外，也可以直接使用經(jīng)過(guò)有著特殊設(shè)計(jì)的眾核芯片，比如神威太湖之光，這也是全球首創(chuàng)，國(guó)外間諜對(duì)中國(guó)這款眾核芯片非常感興趣。原因就在于這款眾核芯片憑借設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性，以落后美國(guó)Intel 公司2代的制造工藝，實(shí)現(xiàn)了與美國(guó)Intel公司最先進(jìn)計(jì)算卡相似的性能。

　　從中可以看出，CPU+GPU異構(gòu)體系只是異構(gòu)超算體系的一個(gè)選項(xiàng)，而非什么高不可攀的黑科技。而且無(wú)論是中國(guó)天河2A的CPU+GPDSP，還是神威太湖之光的眾核異構(gòu)體系目前都是全球唯一，而且性能無(wú)與倫比。