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全球超算500强 中国“神威”再夺冠

2017-06-20 01:02 来源: 侨报 字号:【

【侨报综合报道】在德国法兰克福举行的全球超级计算大会19 日公布新一期全球超级计算机500 强榜单,由中国国家并行计算机工程技术研究中心使用中国自主芯片研制的“神威·太湖之光”连续第三次位列榜首,中国国防科学技术大学研制的“天河二号”连续三次排名第二。算上此前“天河二号”的六连冠,中国超算连续9 次占据全球超算排行榜最高席位。

本次排名中,美国超算“泰坦” (Titan)则被瑞士的“代恩特峰” (Piz Daint)挤到第四,这是20 年来美国首次跌出前三名。不过,此次榜单前十名中,美国依然占据5 席, 超过其他国家。

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中国超算连续三次包揽冠亚军

国际超级计算大会(ISC2017) 19 日公布新一期世界超级计算机500 强榜单,中国全自主研制的、基于国产众核处理器的“神威·太湖之光”超级计算机以每秒12.5 亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3 亿亿次的持续计算能力,再次斩获该榜单第一名。

凸显中国超算领域自主研发能力

中新社报道,“神威·太湖之光” 超级计算机由中国国家并行计算机工程技术研究中心使用中国自主芯片研制,中国国家超级计算无锡中心运营。在2016 年的国际超级计算大会(ISC2016)上,“神威·太湖之光”勇夺国际超算排名榜单桂冠,并在11 月举办的全球超级计算大会(SC16)上实现成功“卫冕”。

新华社报道,中国国家超级计算无锡中心副主任、清华大学副教授付昊桓表示,中国国产系统连续三次获得世界第一,凸显了中国在超算领域的自主研发能力。

值得一提的是,中国“神威·太湖之光”和“天河二号”此次第三次携手夺得全球超级计算机500 强榜单前两名。算上此前“天河二号” 的六连冠,中国连续9 次占据全球超算排行榜最高席位。

“神威”冲击计算机领域最高奖项

中新社报道,近日公布的2017 年“戈登·贝尔”奖提名应用(2017 ACM Gordon Bell Finalist) 中, 基于“神威·太湖之光”的应用成果又有2 项入围,并将在11 月举办的全球超级计算大会(SC17)上再次冲击这一高性能计算应用领域的最高殊荣。

在“神威·太湖之光”超级计算机发布短短一年的时间里,已有5 项研究成果入围“戈登·贝尔” 奖提名,几乎占据了总入围应用的“半壁江山”。随着中国高性能计算研究的不断发展,中国国产芯片将会在国民生产的更多领域发挥更加重要的计算支撑作用。

“神威·太湖之光”超级计算机系统,应用领域涉及天气气候、航空航天、先进制造、生物医药、新材料、新能源等19 个方面,支持国家重大科技应用、先进制造等领域解算任务几百项,一年来共计完成200 多万项作业任务,平均每天完成近7000 项作业任务。

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中国“神威·太湖之光”超级计算机。(图片:新华社)

美国老牌超算“泰坦”被挤出前三

超级计算机是指由数千甚至更多处理器组成、能计算普通计算机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。

新华社报道,超算500 强榜单每半年发布一次。相比2016 年11 月的榜单,本期500 强榜单前10未出现“新面孔”。瑞士超算“代恩特峰”(Piz Daint)因性能升级跃升至第三,并将美国老牌机器“泰坦”(Titan)挤出前三,其余十强系统排名并没有太大变化。这是20 年来美国首次跌出前三名。美国此前只有1996 年11 月一次无缘前三, 当时的前三名全部来自日本。不过, 此次榜单前十名中,美国依然占据5 席,超过其他国家。

本次榜单第五至第十名依次是:美国的“红杉”(Sequoia)与“科里”(Cori)、日本的“Oakforest - PACS”与“京”以及美国的“米拉” (Mira)和“三一”(Trinity)。

从各国超算上榜总数看,一年前,中国以167 台系统的数量首次把长期独占鳌头的美国(165 台)“拉下马”,但半年前美国超算数量“小幅复苏”,与中国各以171 台并列第一。这一次,美国上榜数量小幅减至169台,中国也缩至159 台, 由此美国重回第一,中国位居第二。

从芯片使用情况看,美国供应商占据绝对优势。此次500 强中有464 台超算使用美国英特尔芯片。采用美国国际商用机器公司(IBM) 和美国超威半导体公司(AMD) 芯片的超算分别为21 台和6 台。

从厂商来看,美中两国计算机企业排名仍呈“交错”之势。美国惠普公司以143 台上榜系统位居第一,中国联想、美国克雷、中国中科曙光、美国国际商用机器公司分别以88 台、57 台、44 台和27 台系统排在第二至第五名。中国的浪潮和华为则以20 台和19 台系统位列第六和第七名。

从计算性能看,此次全部500 台系统的运算速度总和为每秒74.9 亿亿次,较一年前提升30%,但低于历史上平均每年185% 的增幅。该榜单总体性能增幅减缓趋势开始于2013 年,至今一直没有出现逆转趋势。

中国超常发展 超算20 年提速5000 多万倍

“运算1分钟相当于72 亿地球人同时用计算器不间断计算32 年”“相当于200 多万台普通电脑”, 这是对目前世界上最快的超级计算机——中国“神威·太湖之光”超级计算机计算能力的形容。这是全球第一台运行速度超过10 亿亿次/ 秒的超级计算机。而更快的E级——每秒计算百亿亿次的超级计算机,有望在2020 年左右推出,“神威”“曙光”“天河”等系列超级计算机的研究团队正在加紧研制E 级机。

北京《中国青年报》报道,“中国的超算确实是走过了一条超常规发展之路。按照国际常规,20年计算速度提高100 万倍,而我们在过去20 年里,超算运行速度提高了5000 多万倍。” 中国863 计划“高效能计算机及应用服务环境” 重大项目总体专家组组长钱德沛教授说。他已连续15 年担任3 个超算重大专项的负责人。

863 计划的超算事业起步于20 世纪90 年代初。超级计算机后被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》,计划2020 年达到千万亿次计算能力。

“现在回头看,当时的目标保守了,千万亿次计算能力我们在2010 年就达到了。”钱德沛回忆, 当时对于超算的发展路径还有一些争议。在这一阶段,国家增加了项目经费投入,从最初的6.4 亿元(人民币,下同)增加到9.3 亿元。

中国超算取得的成就引起了国际重视,2011 年“世界超算大会” 上,钱德沛受邀作特邀报告,这也是中国人第一次被“世界超算大会” 邀请作大会报告。

“高效能计算机及应用服务环境”是从2011 年开始的第三个863 重大项目,从这个重大项目的名称看,更加强调应用。项目实施期正处于“十二五”计划期间,中国“超算”的计算速度又提高了近50 倍, “天河二号”“神威·太湖之光” 相继成为世界上最快的计算机。

“其实中国在超算领域的投入还是比较少的,有些环节5 年得到的项目经费投入也才100 万元。在有限经费条件下,我们强调协调发展,走了一条不同于欧美超算发展的道路。”钱德沛说。

美国芯片禁运 中国超算走出自主可控之路

就在中国“超算”奔跑在快速路上时,遇到了新问题——美国芯片禁运。

2015 年2 月,美国商务部将中国国家超级计算长沙中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算天津中心和国防科技大学四家机构列入芯片限售之列,而这些机器使用的是英特尔微处理器芯片。当时,作为世界上运行最快的计算机,“天河二号”连续拿下了“四连冠”。

“美国是感觉到了某种威胁,害怕中国一直占据超级计算机性能的世界冠军位置。”中国计算机学会高性能计算专业委员会秘书长、中科院研究员张云泉说,因为在此之前,美国、日本等国一直处于“超算”领域领先位置,“我们进步虽快,但也暴露了一个问题,就是我们一直忽略核心处理器的自主化, 随时会被人卡脖子”。

中国国防科技大学教授、时任“天河二号”系统主任设计师卢宇彤随后明确表示,“天河二号”系统的100P 系统升级目标不会变,时间也在可控的范围内。

“禁运促进了我们在‘超算’ 领域的自主研发。”钱德沛说。

禁运第二年,安装在中国国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”登顶世界冠军。除了运行速度引人瞩目,全面采用国产众核芯片“申威”和操作系统,软硬件完全国产化。

“十三五”期间,“高性能计算”国家重点研发专项启动, 研制成功百亿亿次级(E 级)计算机是重要目标。

在自主可控之路上,一批年轻科学家脱颖而出。一批“70 后”、“80 后”科学家成为中国超算领域的技术领跑者。

排名不是发展目的 中国超算要高端也要惠民

张云泉介绍,将落户山东青岛的E 级计算机,是由中国国家超算济南中心、青岛海洋国家实验室、国家并行计算机工程技术研究中心联合申请的国家科技部重大项目,是国家实验室重大需求驱动下的超算研制的首次尝试。

“一是要支持国家重大科技创新和战略性新兴产业,二是要服务地方经济发展。过去是机器牵引需求,现在变为需求驱动计算。”张云泉介绍,济南超算中心作为政府主导的超算中心,应用多元化,既有高端计算也要惠民。

2016 年11 月,基于“神威·太湖之光”的一个应用项目获得了有着“超算应用诺奖”之称的戈登贝尔奖,这是中国首次获此殊荣。在最终入围的6 个项目中有3 个是我国的,都是基于“神威·太湖之光” 超级计算机的应用。

“但是,中国依旧不是超算强国,离强国之路还很远。”钱德沛分析,虽然在国际500 强排行榜上,中国超级计算机上榜的数量与美国不相上下,“可是这不能代表中国的水平,因为大部分是互联网应用的机器,而不是以超算为目的建立的系统”。

钱德沛强调,排名不是中国发展超算的根本目的,促进大规模应用、解决国家面临的挑战性问题、带动中国计算机产业的进步才是的目的。具体来说,要提高高校、科研院所运用超算进行研究、提高企业利用超算解决问题的比例,提高计算的普及程度。

“现在超级计算机发展进入一个常态阶段,不可能长期像过去20 年那样超常规发展。要抓紧建立起中国高性能计算发展的生态环境。” 钱德沛说。

(编辑:萨萨)

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