在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，歐盟終于后知后覺的邁出了步子——

據(jù)歐盟委員會(huì)官網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，歐盟委員會(huì)對(duì)「歐洲高性能計(jì)算共同計(jì)劃」進(jìn)行了升級(jí)。32個(gè)國(guó)家擬投資80億歐元（約合641億）發(fā)展下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，主要在兩個(gè)方面：

建造每秒能執(zhí)行百億億次（10的18次方）浮點(diǎn)運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)；研制出高性能的量子計(jì)算機(jī)以及結(jié)合了量子計(jì)算和經(jīng)典計(jì)算的混合計(jì)算機(jī)。該方案將于2021年開始啟動(dòng)。

「超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為奪得數(shù)字主權(quán)的最前沿技術(shù)，緊隨國(guó)際技術(shù)競(jìng)賽是當(dāng)務(wù)之急。我們的目標(biāo)是使用百億億次計(jì)算機(jī)快速達(dá)到計(jì)算的下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而且最重要的是已經(jīng)集成了量子加速器以開發(fā)混合動(dòng)力機(jī)器，這種顛覆性技術(shù)將會(huì)使歐洲處于領(lǐng)先地位。」歐洲內(nèi)部市場(chǎng)專員Thierry Breton表示。

目前全球超計(jì)算機(jī)的主導(dǎo)權(quán)牢牢的掌控在日本、美國(guó)和中國(guó)的手中，歐盟包括超算在內(nèi)的高新技術(shù)則一直被美國(guó)牽制，這次歐盟的意圖很明顯，就是擺脫受制于人的地位。

百億億次（E級(jí)）浮點(diǎn)計(jì)算力是中國(guó)、美國(guó)、日本都在追求的HPC高峰技術(shù)，目前都未完全實(shí)現(xiàn)。中國(guó)完成了原型機(jī)開發(fā)，在今年HPC Top100奪魁的日本「富岳」明年開發(fā)完成后預(yù)計(jì)峰值浮點(diǎn)性能可達(dá)到百億億次。

641億的投資也堪稱大手筆，作為對(duì)比，美國(guó)Aurora億億級(jí)系統(tǒng)估計(jì)成本才5億元。但歐盟并不會(huì)一次性花掉所有錢：這筆資金將分13年（2021-2033）分配。此外，僅35億歐元的資金將來(lái)自歐盟委員會(huì)本身，其余的則由成員國(guó)和其他來(lái)源提供。

一 歐盟超算建設(shè)主體：EuroHPC JU

歐盟開始集中精力發(fā)展超算可以從「歐洲高性能計(jì)算共同計(jì)劃」（EuroHPC JU）成立開始算起。

該組織是一家法律和資助實(shí)體，成立于2018年，位于盧森堡，致力于和歐盟一起參與國(guó)際協(xié)調(diào)并集中資源在歐洲部署世界級(jí)的百億億級(jí)超級(jí)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。

預(yù)計(jì)到2021年為歐盟采購(gòu)和部署3臺(tái)百億億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)（每秒至少10 17次計(jì)算）和5 PB百兆級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)（每秒至少10 15次計(jì)算）。這些新機(jī)器將遍布整個(gè)歐盟，并將提供給歐洲各地的歐洲私人和公共用戶，科學(xué)和工業(yè)用戶。

三臺(tái)百億億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)將位于以下超級(jí)計(jì)算中心：

• 巴塞羅那超級(jí)計(jì)算中心，西班牙

• CSC –芬蘭科學(xué)技術(shù)中心

• 意大利CINECA。

五臺(tái)千萬(wàn)億級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)將位于以下超級(jí)計(jì)算中心中：

• 保加利亞索非亞技術(shù)

• 捷克共和國(guó)IT4創(chuàng)新國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心

• Luxprovide，盧森堡

• 葡萄牙Minho高級(jí)計(jì)算中心

• 斯洛文尼亞IZUM

應(yīng)用方面，根據(jù)EuroHPC JU，這些超級(jí)計(jì)算機(jī)未來(lái)會(huì)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)（發(fā)現(xiàn)新藥，開發(fā)和靶向治療藥物）、氣候檢測(cè)、打擊網(wǎng)絡(luò)犯罪等領(lǐng)域；

同時(shí)可賦能汽車，航空航天，可再生能源等工業(yè)行業(yè)。超級(jí)計(jì)算通過(guò)顯著減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期，加速新材料的設(shè)計(jì)，最小化成本，提高資源效率以及縮短和優(yōu)化決策流程，對(duì)工業(yè)和商業(yè)產(chǎn)生越來(lái)越大的影響。它為新型工業(yè)應(yīng)用鋪平了道路：從更安全，更環(huán)保的車輛到更高效的光伏發(fā)電設(shè)備，可持續(xù)建筑和用于發(fā)電的優(yōu)化渦輪機(jī)。

超級(jí)計(jì)算也是科學(xué)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心，其在科學(xué)中的應(yīng)用數(shù)不勝數(shù)：從基礎(chǔ)物理學(xué)（推進(jìn)物質(zhì)知識(shí)的前沿或探索宇宙）到材料科學(xué)（為制藥或能源領(lǐng)域設(shè)計(jì)新的關(guān)鍵組件），以及地球科學(xué)（為大氣和海洋建模）行星層面的現(xiàn)象）。

除開發(fā)超算外，EuroHPC JU還會(huì)支持研究和創(chuàng)新活動(dòng)。開發(fā)和維護(hù)創(chuàng)新的歐洲超級(jí)計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)，刺激技術(shù)供應(yīng)行業(yè)（從低功率處理器到軟件和中間件，并將它們集成到超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)中），并使許多應(yīng)用領(lǐng)域的超級(jí)計(jì)算資源可用于包括中小企業(yè)在內(nèi)的大量公共和私人用戶。

通過(guò)其研究和創(chuàng)新議程，EuroHPC JU還通過(guò)建立國(guó)家HPC能力中心網(wǎng)絡(luò)來(lái)加強(qiáng)歐洲在HPC技術(shù)方面的知識(shí)基礎(chǔ)并彌合數(shù)字技能差距。能力中心將在當(dāng)?shù)夭扇⌒袆?dòng)，以緩解在不同工業(yè)領(lǐng)域獲得歐洲HPC機(jī)會(huì)的可能性，為各種用戶提供量身定制的解決方案。

二 初創(chuàng)公司接下「歐盟首款A(yù)RM處理器」任務(wù)，或采用臺(tái)積電7nm+工藝

641億投資將會(huì)首先用來(lái)建設(shè)新一代的百億億次超算，其中最重要的一部分就是歐盟歐洲處理器計(jì)劃（European Processor Initiative，EPI）。該計(jì)劃將設(shè)計(jì)并發(fā)展出歐洲第一個(gè)HPC系統(tǒng)，主要市場(chǎng)為超級(jí)計(jì)算機(jī)、人工智能和汽車。

除中國(guó)外，大多數(shù)超級(jí)計(jì)算機(jī)都使用英特爾、英偉達(dá)、IBM等公司的處理器，而歐盟的超級(jí)計(jì)算機(jī)是打算自研處理器。

「歐洲處理器計(jì)劃將提供核心技術(shù)給這項(xiàng)歐洲HPC計(jì)劃，以打造一個(gè)獨(dú)立創(chuàng)新的歐洲高效能計(jì)算暨資料生態(tài)系。高效能又節(jié)能的EPI處理器系列將包含最先進(jìn)的通用核心和加速器核心，它們將實(shí)現(xiàn)前所未有的處理能力，讓歐洲產(chǎn)學(xué)界的研究者最有效率地解決國(guó)際當(dāng)前面對(duì)的挑戰(zhàn)。此計(jì)劃的永續(xù)經(jīng)營(yíng)有賴于仔細(xì)權(quán)衡后鎖定的目標(biāo)市場(chǎng)，主要聚焦在Exascale級(jí)HPC/AI和汽車市場(chǎng)。」EPI董事長(zhǎng)Jean-Marc Denis表示。

EPI并不是一款具體的產(chǎn)品，而是有多代規(guī)劃。EPI項(xiàng)目網(wǎng)站報(bào)道顯示，其啟動(dòng)于2018年底，半年后向歐盟交付了首款架構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。

EPI預(yù)計(jì)第一個(gè)處理器將從RISC-V技術(shù)開始，為高性能計(jì)算和人工智能提供兩個(gè)獨(dú)特的矢量和人工智能處理器；第二個(gè)處理器基于根據(jù)無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司Kalray的IP，面向汽車芯片市場(chǎng)。這兩個(gè)處理器針對(duì)未來(lái)全球HPC和AI匯整的運(yùn)算需求，將提出一項(xiàng)歐洲解決方案。

今年4月外媒報(bào)道了EPI計(jì)劃的第一代處理器「Rhea」的進(jìn)展，Rhea將由法國(guó)初創(chuàng)公司SiPearl承擔(dān)研發(fā)工作，但處理器并不是RISC-V，而是ARM。SiPearl創(chuàng)始人表示，RISC-V生態(tài)建設(shè)還處于比較早期的階段。

SiPearl是一個(gè)純正的「歐洲芯」，同時(shí)也是不折不扣的初創(chuàng)公司。其成立于2019年6月，總部位于巴黎，在法國(guó)設(shè)有研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。成立時(shí)從歐盟手中拿到了620萬(wàn)歐元的啟動(dòng)資金，雇傭了首批10名員工，就接下了「歐盟首款A(yù)RM服務(wù)器芯片」的研發(fā)工作。

首席執(zhí)行官Philippe Notton 1993年畢業(yè)于巴黎中央理工大學(xué)高等電力學(xué)院，此后一直在半導(dǎo)體行業(yè)摸爬滾打，先后在晨星半導(dǎo)體、意法半導(dǎo)體等多達(dá)10家公司任職。

目前SiPearl已經(jīng)得到了ARM “Neoverse”平臺(tái)的技術(shù)許可，基于和ARM的合作，Rhea將利用ARM Zeus架構(gòu)，包括ARM在先進(jìn)FinFET技術(shù)上的IP，來(lái)開發(fā)第一代芯片家族Rhea。該芯片預(yù)計(jì)將于2022年投入商業(yè)運(yùn)行，將包括ARM Zeus architecture通用內(nèi)核加上高效節(jié)能的基于RISC-V的加速器 (EPAC)、多用途處理陣列(MPPA)、嵌入式FPGA (eFPGA)和一個(gè)加密硬件引擎。

SiPearl技術(shù)發(fā)展線路圖

Philippe Notton表示，在SiPearl Arm服務(wù)器芯片上工作的工程師數(shù)量（第一代Rhea和第二代Chronos）將在接下來(lái)的兩年內(nèi)隨著Rhea的創(chuàng)建、測(cè)試和擴(kuò)展而增長(zhǎng)到200名左右。

按照Sipearl公布出的路線圖，第一代Rhea將使用臺(tái)積電的N6工藝，這是傳統(tǒng)7nm工藝的增強(qiáng)版，工藝尺寸會(huì)縮減到6nm，并將使用極紫外線光刻技術(shù)。支持支持4x HBM2e，還支持4-6通道的DDR5內(nèi)存。

「Rhea」量產(chǎn)時(shí)間預(yù)計(jì)在2022年底，下一代處理器「Chronos 」量產(chǎn)時(shí)間或許會(huì)在2024年。