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新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算發展格局
2019-11-19 00:15:05 來源: 新華網
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  新華社華盛頓11月18日電  新聞分析:從新一期超算榜單展望全球超算發展格局

  新華社記者周舟

  新一期全球超級計算機500強榜單18日在美國丹佛發布。美國繼續在運算速度上領跑,中國繼續擴大上榜數量優勢,在總算力上與美國進一步縮小差距。從榜單內外可以看出未來全球超算領域的發展趨勢。

  全球格局穩中蘊變

  與今年6月在德國法蘭克福發布的上期榜單相比,全球超算格局變化不大。美國的“頂點”和“山脊”再次拿下榜單冠亞軍,中國的“神威·太湖之光”和“天河二號”仍然分列三四位。中國境內超算上榜數量連續五次蟬聯第一,並繼續擴大優勢,從半年前的219臺增加到228臺。從總算力來看,中國超算佔比32.3%,與美國差距從半年前的8.5%減小至4.8%。此外,中國企業聯想、中科曙光和浪潮依然佔據全球超算制造商前三位。

  中美兩國在超算領域你追我趕的態勢已持續數年。中國的“神威·太湖之光”曾多次奪得冠軍,美國“頂點”在2018年6月首次登頂後已連續四次奪冠,但是比“神威·太湖之光”的運算速度優勢並未進一步擴大。

  全球超算格局雖然近來總體穩定,但未來可能因E級超算而變化。E級超算即百億億次超算,被公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”。從“頂點”的每秒近15億億次浮點運算速度到百億億次,這中間有相當大的發展空間,到E級超算實現時,可能會出現全新的榜單。

  美國對此高度重視,在E級超算布局上追求“多重保險”,近期相繼宣布建造“極光”“前沿”和“酋長岩”三臺E級超算,交付時間預計為2021年至2023年。

  中國也在部署E級超算領域的“三連發”。中國自主研發的E級超算“天河三號”原型機2018年7月以來已開放應用,“天河三號”有望于2020年研制成功。神威E級原型機和曙光E級原型機係統也已完成交付。

  中國仍面臨挑戰

  從上榜數量和性能上看,中國已躋身超算大國之列;但是如果把超算“拆”開來看,中國超算發展還面臨諸多挑戰。

  首先,在計算機芯片研制方面美國公司仍佔據絕對優勢,排前兩位的“頂點”和“山脊”均使用了國際商用機器(IBM)公司生産的Power9中央處理器。從市場佔有率來看,英特爾公司仍是中央處理器領域的“霸主”,本期超算500強榜單中約94%都使用了英特爾“至強”或“至強融核”處理器。

  “神威·太湖之光”因使用中國自主研發的“申威”芯片而備受矚目,但更多中國企業建造的超算仍使用英特爾芯片,改變這種局面有很長的路要走。

  其次,超算軟件開發能力滯後限制了中國超算係統使用效率和應用水平。有業內人士認為,科學或工程上大規模研究使用的係統才能叫超算係統。美國許多超算係統直接部署在大學或國家實驗室等機構。例如,今年6月首次上榜就排進前五的美國超算“弗龍特拉”被譽為全球最強大超級學術計算機,部署在得克薩斯大學奧斯汀分校,已被用于模擬中子星撞擊和腦腫瘤研究等領域。

  中國提交的一些超算係統曾被認為是互聯網數據中心,應用面較狹窄。但是近來這種情況已有所改觀,基于“神威·太湖之光”的兩項應用“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”“非線性地震模擬”分別于2016年和2017年獲得高性能計算應用領域全球最高獎項——戈登貝爾獎,展現了中國在高性能計算應用領域的強勁發展勢頭。

  量子計算能否改變賽道

  谷歌公司團隊今年10月宣布成功演示“量子霸權”,稱其開發的一個量子計算係統花費約200秒完成傳統超算需要1萬年才能完成的計算任務。這給傳統超算領域帶來不小衝擊,有人擔心量子計算或將開辟“新戰場”,改變超算競爭賽道。

  但IBM公司研究人員質疑谷歌宣稱的結果,他們認為傳統超算係統用2.5天就可高保真地完成同樣任務,還可能更快。IBM團隊認為,從實際應用角度,量子計算永遠不會完全取代傳統超算,兩者各有所長,將協同工作。谷歌團隊也承認,全面發揮量子計算的能力需要設計出具有容錯能力的邏輯量子比特,還需多方面技術飛躍。

  美國國家科學、工程和醫學學院去年年底發布一份報告稱,鑒于量子計算當前的狀態和仍需應對的巨大挑戰,10年內“極不可能”出現能夠威脅“公鑰加密”的量子計算機,而“公鑰加密”是當今計算機安全和網絡安全的重要基礎。

  谷歌首席執行官孫達爾·皮柴此前也表示,從演示“量子霸權”到量子計算商用至少需要10年。由此可見,在未來相當長時間內,傳統高性能計算仍將是世界各國激烈競爭的熱門領域。

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【糾錯】 責任編輯: 錢中兵
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