中國超級計算機神話被打破？美國建造「頂點」超算或從奪冠軍

在超算領域，多年來中日美等大國一直競爭比較激烈。全球超算5強榜單每半年公布一次，美國曾經是這個榜單的霸主。

但2010年中國「天河一號」首次拿下冠軍，後來中國的「天河二號」和「神威·太湖之光」又崛起。在這次6月最新一期榜單之前，「神威·太湖之光」和「天河二號」已連續４次分列冠亞軍。

在2017年年底公布的全球超算500強榜單中，中國超級計算機「神威·太湖之光」位於榜首，其浮點運算速度峰值可達每秒12.5億億次，持續運算速度為每秒9.3億億次。

不過，當時就有業界人士指出，美國能源部正支持建造「頂點」超級計算機，預計可在2018年奪回冠軍。

不出所料，近日美國能源部橡樹嶺國家實驗室宣布，已造出一台名為「頂點」的超級計算機，稱其運算能力是目前「世界最強大的」。

這意味著中國對超算的壟斷最終被美國打破了，美國奪回了超算世界第一的位置。

由於6月是每半年公布一次的全球超算500強榜單年中更新的時間，美國搶在這期榜單公布前宣布成功研製「頂點」，可見其重回超算之巔的急迫心情。

據介紹，超算「頂點」使用了4608個計算伺服器，每個計算伺服器中又包括兩個22核的IBM Power9晶元和6個Nvidia Tesla V100 gpu。總的來說，該系統還具有超過10 pb的內存，配以快速、高帶寬的路徑以實現有效的數據傳輸。

該實驗室說，它們不僅使「頂點」的浮點運算速度峰值可達每秒20億億次，也就是每秒浮點運算次數達到200千兆次。這比普通筆記本電腦的運算速度快100萬倍，是神威·太湖之光峰值性能的兩倍有多。

這是什麼概念呢？簡言之就是，一個人需要花630億年的時間來完成Summit一秒鐘內可以完成的計算。

此外，它們還能讓「頂點」在執行某些科學運算時，「混合精度」運算速度達到每秒330億億次。

橡樹嶺國家實驗室專家傑夫·尼克爾斯說，「頂點」比過去超級計算機的計算能力和存儲能力更強，擁有龐大和高質量的文件系統以及快速的數據通道，這讓研究人員在使用它時可以更快得到更精確的結果。

那麼，美國計劃用「頂點」幹什麼？美國能源部長里克·佩里說，「頂點」超算將給能源研究、科學發現、經濟競爭力和國家安全帶來深遠影響。

據介紹，「頂點」超算可用於能源和先進材料等領域的研究，還可運行機器學習和深度學習等人工智慧演算法，以解決人類健康、高能物理等方面的難題。

眾所周知，超級計算機是衡量一個國家科技實力的象徵。儘管美國新推出的這台最強超算的實力令人讚嘆不已，但它引領的是十億億次級別的爭奪，而速度達到百億億次級別的E級超算才被公認是「超算界的下一頂皇冠」。

目前，美國、中國、日本和歐盟都在研發運算速度是它 5 倍的「E級」計算機。

前不久，國家超算天津中心當日對外展示了我國新一代百億億次超級計算機「天河三號」原型機，這也是該原型機首次正式對外亮相。據介紹，「天河三號」原型機將於今年6月部署，年底正式投入使用。

據介紹，「天河三號」原型機採用全自主創新，自主飛騰CPU，自主天河高速互聯通信，自主麒麟操作系統，「天河三號」的運算能力是「天河二號」的200倍，存儲規模是「天河一號」的100倍（使用全新的國產Matrix 2000加速器）。計算密度、單塊計算晶元計算能力、內部數據通信速率等方面也將得到極大提升。

現在，國內同時啟動了三大百億億次超算研發，分別是國防科大/天津超算中心的天河三號、中科曙光的E級超算以及江南所/濟南超算中心的神威E級。同時，以上三套百億億次超算中，有一條要求是共同的，那就是核心處理器必須是國產的。

目前，全球有多個國家正競相研發E級超算，中國計劃於2020年推出首台E級超算；美國希望於2021年至少交付一台E級超算；歐盟預計於2022年—2023年交付首台E級超算，使用的是美國、歐盟處理器，架構有可能類似ARM；日本發展E級超算的「旗艦2020計劃」由日本理化所主導，完成時間也設定在2020年。

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