【環球網軍事6月20日報道 環球時報駐德國特約記者 青 木 環球時報記者 劉 揚 任 重】北京時間6月19日下午，在德國法蘭克福召開的ISC2017國際高性能計算大會上，中國的“神威·太湖之光”超級計算機再次斬獲世界超算冠軍，它還和“天河二號”第三次攜手奪得前兩名，美國則20年來首次無緣前三。這樣的結果是否說明中國全面超越了美國超算？中美在下一個戰略高地——E級超算方面又在如何蓄力呢？中國權威超算專家張雲泉19日接受《環球時報》記者專訪時對此作出了解釋與分析。
美國超算被“擠”出前三甲
中國“神威·太湖之光”以每秒12.5億億次的峰值計算能力以及每秒9.3億億次的持續計算能力奪得三連冠，並且和“天河二號”第三次攜手奪得前兩名。這次榜單的第三名是來自瑞士國家超算中心的升級版Piz Daint，美國超算則20年來首次無緣前三。
德國《南德意志報》19日報道稱，國際高性能計算大會周一在德國法蘭克福開幕。大會公布了最新的全球500強超級計算機排名，中國在名單頂部繼續宣示“主權”。瑞士《20分鍾報》19日以“瑞士超級計算機歐洲最快”爲題報道稱，瑞士超算只落後于兩台中國超級計算機。前十名中，除了瑞士的超級計算機，沒有其他歐洲國家的身影。
中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張雲泉19日對《環球時報》記者表示，這是完全意料之中的三連冠，這是中國近幾年超算發展領先優勢的延續，未來也許還會四連冠或五連冠，目前處于“敵弱我強”的階段。
對于美國罕見被擠出三甲，張雲泉認爲，這是美國超算發展的最低潮，由于之前的欠賬導致自身後勁不足。不過，這可能也是美國超算觸底反彈的一個開始，2018年下半年，美國將開始推出全新研制的“北極光”超算，運算速度可以達到180P(P爲超級計算機運算單位，意爲每秒千萬億次)。所以從2018年到2020年，美國或將重新奪回TOP500的冠軍寶座，甚至可能會出現幾連冠的情況。而在2020年，如果中國按計劃造出E級超算後，中國將再次奪回冠軍。
中國超算將持續“蓄力”
雖然最近幾年中國超算在TOP500榜單連續取得好成績，但中國科學家也在醞釀改進與升級計劃。據張雲泉介紹，首先，今年下半年，“天河二號”將用全自主的處理器升級到100P。其次，明年年中，中國E級超算的3台原型機將會到位。原型機到位之後，包括國家超算濟南中心、國家超算天津中心、國家超算深圳中心等超算中心將開始爭取申請科技部支持的中國未來E級超算(1000P)項目，國家可能會在3個原型機中選擇1-2家來最後完成這個1000P的系統，按照計劃，中國將在2020年建成E級超算系統。
張雲泉認爲，一段時間之內，世界超算格局不會發生太大變化，仍然是中美兩強爭霸的格局。目前，中國處于第一陣營中領先的位置，未來E級超算的研制是否會遇到困難，還不好說，但目前進展比較順利。據美國媒體報道，美國將投入2.58億美元研究E級超算的關鍵技術。按照美國的計劃，最快要在2021或2022年造出E級超算。這就可能會比中國的晚。日本和歐洲已經失去競爭力，雙方雖然都有E級計劃，但都在往後推。
對于這次躥升至第三名的瑞士超算，張雲泉表示，這台機器升級後運算速度提升了一倍。利用GPU等先進處理器對超算進行升級的玩法是國外比較流行的做法，這可能也是一種可以借鑒的發展思路，“這樣可以延長機器的壽命，提高它的使用效率，我們由于多種因素的限制，一般不會采用這種做法，但這種做法實際上值得中國借鑒，就是在基礎架構不發生改變的情況下，對核心處理部件進行升級，這樣既能提升性能，又能節省不少費用”。
當超算遇到人工智能
武俠小說中經常會出現一種說法：天下武功，唯快不破。這似乎是超算發展的終極目標，快些，更快些……不過，以快作爲評判超算性能的重要標准也引發一定的爭議。IBM公司一發言人19日表示，在實際運用中，浮點運算速度只是在特定條件下具有代表性，許多時候，質比量更爲重要。
本屆超算大會上，首次設立了AI(人工智能)日，這也許是超算發展的一個全新方向。張雲泉認爲，人工智能與超算將會迎來大爆發，特別是在深度學習領域。目前很多互聯網廠商都開始擁抱超算，有些還開始研制很大的超級計算機，甚至還打造專用的超級計算機。其中的原因就是超算的現有體系架構特別適合人工智能核心算法的加速，兩者可以完美結合。
最近，一位美國科學家甚至表示，超算的未來在于人工智能，在于大數據，而不在于科學計算，這一觀點在美國科技界引發軒然大波。張雲泉表示對于該觀點抱有一定程度的認同。他說，超算確實應該全力擁抱人工智能。中國科技部也啓動了AI2.0計劃，其中就包括研制AI超級計算機，如何讓超算更好地滿足人工智能的需求可能是發展的下一個熱點。
張雲泉認爲，如果互聯網是加法，那AI就是乘法，它對于社會各個行業的變革影響都將是非常巨大的，而且它可能是普惠的，從根本上改變整個社會的運行模式與發展態勢。
中國超算爲何發展這麽快?專家：“感謝”美禁運
“運算1分鍾相當于72億地球人同時用計算器不間斷計算32年”“相當于200多萬台普通電腦”，這是對目前世界上最快的超級計算機–我國“神威。太湖之光”超級計算機計算能力的形容。這是全球第一台運行速度超過10億億次/秒的超級計算機。國際TOP500組織在德國法蘭克福舉行的“2016世界超算大會”上，宣布其爲2016年的世界冠軍。在今年6月19日的“2017世界超算大會”上，“神威。太湖之光”再次奪冠，“天河二號”名列第二，這是兩台機器第三次聯手占據榜單前兩名位置。
而更快的E級–每秒計算百億億次的超級計算機，有望在2020年左右推出，“神威”“曙光”“天河”等系列超級計算機的研究團隊正在加緊研制E級機。
總結我國“超算”的發展之路，錢德沛認爲，這是國家持續支持的成果，首先在國家層面優先發展，持續投入，集中力量辦大事，中央、地方政府、應用部門多渠道支持；其次，也是科技界團結協作的結果。
“其實，我們在‘超算’領域的投入還是比較少的，有些環節，5年得到的項目經費投入也才100萬元。在有限經費條件下，我們強調協調發展，走了一條不同于歐美‘超算’發展的道路。”錢德沛說。
被卡脖子走出自主可控之路
就在我國“超算”奔跑在快速路上時，遇到了新問題–美國芯片禁運。
2015年2月，美國商務部將我國國家超級計算長沙中心、國家超級計算廣州中心、國家超級計算天津中心和國防科技大學四家機構列入芯片限售之列，而這些機器使用的是英特爾微處理器芯片。當時，作爲世界上運行最快的計算機，“天河二號”連續拿下了“四連冠”。
“美國是感覺到了某種威脅，害怕我國一直占據超級計算機性能的世界冠軍位置。”中國計算機學會高性能計算專業委員會秘書長、中科院研究員張雲泉當時在接受中國青年報。中青在線記者采訪時，首先點到了美國的“痛處”，因爲在此之前，美國、日本等國一直處于“超算”領域領先位置，“我們進步雖快，但也暴露了一個問題，就是我們一直忽略核心處理器的自主化，隨時會被人卡脖子”。
國防科技大學教授、時任天河二號系統主任設計師盧宇彤隨後明確表示，天河二號系統的100P系統升級目標不會變，時間也在可控的範圍內。
“禁運促進了我們在‘超算’領域的自主研發。”錢德沛在接受中國青年報。中青在線記者采訪時說。
禁運第二年，安裝在國家超級計算無錫中心的“神威。太湖之光”登頂世界冠軍。除了運行速度引人矚目，全面采用國産衆核芯片“申威”和操作系統，軟硬件完全國産化，這更激揚了國人志氣。
“十三五”期間，“高性能計算”國家重點研發專項啓動， 研制成功百億億次級（E級）計算機是重要目標。
“E級計算機的方案中，自主可控是首要的，而能耗、應用性能、可編程性、可靠性等，都是我們面臨的重大技術挑戰。”錢德沛說，“從目前看，3個驗證系統各有特點，采取不同的技術路線。但目前還沒有形成完全可行的E級計算機的技術方案，需要繼續探索。
在自主可控之路上，一批年輕科學家脫穎而出。張雲泉被山東省政府彈性引進，任國家超級計算濟南中心主任。盧宇彤任國家超級計算廣州中心主任。一批70後、80後科學家，成爲我國“超算”領域的技術領跑者。
計算惠民要做“超算”強國
張雲泉介紹，將落戶青島的E級計算機，是由國家超算濟南中心、青島海洋國家實驗室、國家並行計算機工程技術研究中心聯合申請的國家科技部重大項目，是國家實驗室重大需求驅動下的“超算”研制的首次嘗試。
“我們一是要支持國家重大科技創新和戰略性新興産業，二是要服務地方經濟發展。過去是機器牽引需求，現在變爲需求驅動計算。”張雲泉介紹，濟南超算中心提出要“頂天”也要“立地”，作爲政府主導的超算中心，應用多元化，既有高端計算也要惠民。
2016年11月，基于“神威。太湖之光”的一個應用項目獲得了有著“超算應用諾獎”之稱的戈登貝爾獎，這是我國首次獲此殊榮。在最終入圍的6個項目中有3個是我國的，都是基于“神威。太湖之光”超級計算機的應用。
“但是，我們依舊不是‘超算’強國，離強國之路還很遠。”錢德沛分析，雖然在國際TOP500強排行榜上，我國超級計算機上榜的數量與美國相當，“可是這不能代表我們的水平，因爲大部分是互聯網應用的機器，而不是以‘超算’爲目的建立的系統”。
錢德沛強調，排名不是我們發展“超算”的根本目的，促進大規模應用、解決國家面臨的挑戰性問題、帶動中國計算機産業的進步，才是我們的目的。具體來說，要提高高校、科研院所運用“超算”進行研究、提高企業利用“超算”解決問題的比例，提高計算的普及程度。
“現在超級計算機發展進入一個常態階段，不可能長期像過去20年那樣超常規發展。我們要抓緊建立起中國高性能計算發展的生態環境。”錢德沛說。
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