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中美对抗中国超算之路是进是退

发布时间:2019-09-30 04:24:13 阅读: 来源:清水模板厂家

中美对抗 中国超算之路是进是退?——

如果,航母是一个国家军事实力的标志;那么超级计算机,则可以看作是为该国经济建设保驾护航的另一艘航母。它同样拥有极大的威慑力和战斗力,乃至提供远程灵活的作战遥控和监测能力。超算系统在科学计算、互联网智能搜索、气象海洋预报、基因测序、军事系统、模拟实验等行业和领域上的作用,同样另它国不容小觑。

德国时间6月18日,在汉堡召开的2012国际超级计算机(ISC)大会上,新一轮的TOP500榜单被再次刷新。美国的 红杉 凭借16.32千万亿次/秒的浮点运算速度成为全球最快的超算系统。去年排名全球第一的日本 京 级退居第二。中国的两套系统 天河-1A 和深圳的 星云 位列分列第五和第十位。

如何解读这一排名上的变化呢?其中又蕴含着哪些不为人知的秘密呢?中美之间的超算排名对抗背后,又隐藏哪些玄机呢?

每年,ISC都会有两次排名发布,今年是第39期。与近期我国临海频发的领海争端事件采取的态度雷同,美国人似乎又找到一个利益兴奋点。形成反差的是采取 韬光养晦 体现大国风范的战略,而这种风度并没有被一些东南亚邻国视为友善,反而引发变本加厉的连锁挑衅,这背后与山姆大叔创纪录的三艘战斗航母群驶向中国近海不无关系。此番TOP 500的发布,是自2009年11月以来,美国的超级计算机系统首次登上TOP 500的榜首,从军事上的 做了不说 到科技上的 做了后说 ,美国人鲜明论调则是从幕后走到了台前。

朱棣文(Steven Chu),祖籍江苏太仓,汉族,1997年获诺贝尔物理学奖,曾任美国斯坦福大学核物理学教授,美国国家科学院院士,现任美国能源部长。

就在榜单揭晓当天,朱棣文发表声明:目前位于能源部下属劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的 红杉 以实测运算速度荣登榜首。值得关注的是,此外,美国能源部阿尔贡国家实验室的 米拉 以及橡树岭国家实验室的 美洲虎 分列第三和第六位,运算速度分别达到每秒8.15千万亿次和1.75千万亿次。

短短几年,曾经排名第一的中国 天河-1A 超算位置,如今快速回落。美国超算系统重返榜单第一,为何引发美方人士的高度重视呢?美国的 红杉 究竟具有哪些过人之处,背后暗藏哪些玄机?慧聪研究将为大家一一揭晓。

一、IBM的 红杉 服务于美国核安全部

红杉(Sequoia),原产于美国加州,是全世界最高大、生长最快的针叶树种。以 红杉 命名的该超级计算机正取这种快速生长、高大逼人之意。

红杉 超算系统,是基于IBM的蓝色基因/Q架构(Blue Gene/Q),采用了Power7系列平台,拥有96个机架,共98304个计算节点、接近160万个处理器核心、内存容量1.6PB(1600TB)。其整体功率7890千瓦,远低于富士通的 京 功率(12650千瓦),运行定制Linux操作系统。Sequoia以16.32/20.13 PFLOPS(以Linpack计)的通常/峰值性实力,登顶TOP500榜首绝对无人能及。

如此令人瞠目的数据,但相较于 红杉 超算系统,服务于的真正东家,则更另人震撼。它是美国国家核安全部(NNSA)所有,委托IBM公司,建在位于著名的美国能源部所属的实验室劳伦斯-利弗莫尔(LLNL)内的超级大型计算机。据NNSA透露,它将主要用于在不进行实际核试验的情况下模拟数据,确保美国核武库的有效性和稳定性。

二、撼动世界的两次千万亿次超算

2012年6月的TOP500排名,使得天河一号滑落至第五名、曙光星云跌落到第十名。但在两年前,这两套超算系统,足以使地球另一端的超级大国惴惴不安。

时间倒退至2010年5月,国际超级计算机大会公布了最新的世界500强排名显示,中国超级计算机 星云 超级计算机系统是世界第二快的计算机(其实测运算速度达到每秒1270万亿次),仅排在美国克雷公司的 美洲豹XT5 。

随后,美国《纽约时报》的分析称,中国正挑战美国在这一领域的霸主地位。

时隔不久,由国防科学技术大学研制 天河1号 ,以每秒2570万亿次速度,实现飞跃,运算速度达到当前国际领先水平。同时,由于采用了世界最先进的水冷制冷等技术,新一代 天河一号 的能效值提升了近50%,是仅次于IBM 蓝色基因 的世界上最节能的超级计算机。

天河一号 一期系统于2009年9月研制成功,机柜从113个增加至140个, 刀片 即计算结点由竖向插入改为横向。这标志着我国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。目前,我国拥有 天河一号 和 曙光星云 两台千万亿次超级计算机系统。

此后两年间,日本 京 级超算系统曾一度领先,美国在似乎悄无声息,但超算总体规模仍居世界第一。如果按国家排名,美国共有252个超级计算机系统进入最新的全球500强榜单,超过一半。位列第二的中国有68个系统入榜,占13.6%,后面依次是日本、英国、法国和德国。

三、中国超算为经济建设保驾护航

与西方世界的超算应用于军事目的不同,我国的超算系统主要在经济建设中发挥积极作用。

曙光星云强调系统的均衡设计和资源动态调度能力,已经成为我国新一代超级云计算中心建设的主力机种。目前,星云高性能计算机系统将安装在国家超级计算深圳中心,为我国华南、港澳乃至全国用户提供计算服务和信息服务。作为深圳市建市以来投入最大的公共科技基础设施项目,将在深圳特区的科技、经济和社会发展中发挥出巨大作用,有力推动深圳市向工业化、城市化、现代化转型的进程。

天河一号 已在天津部署并投入使用,在石油勘探、高端装备研制、生物医药、动漫设计、新能源、新材料、工程设计与仿真分析、气象预报、遥感数据处理、金融风险分析等领域获得了成功应用。天津中心与企业、科研院所和高校合作,已建立3个分中心和5个信息处理平台,为20多个用户单位提供了高性能计算服务。

四、走独立自主研发的道路

中国航母走的是 二手改装+自主研发 的道路,除了目前改装的 瓦良格 号之外,据外电称:还有两艘正在中国近海秘密建造。而中国超级计算机的发展之路,完全是自我研发、科技结合实际应用之路,且发展速度和规模数量上,远远超出其他发达国家。

中国的超算起步于1993年,虽然远远晚于美国发展历程。大体经历的以下几个阶段。从2001年开始(曙光3000)到2005年,进入另外一次快速发展时期,(曙光4000A,深腾6800,国家气象局21万亿次机器)(4年);从2004年2007年,重新进入平稳发展期(3年);2008年到2010年,一个活跃发展周期(3年)。2011年开始,随着处理器的不断发展,超算进入一个更加快速的蓬勃加速期。

在超算道路的发展上,其实也是一条被逼出来的道路。西方一贯从国家竞争战略高度实施对华高科技封锁,一堵对华军事和高科技核心技术的厚墙清晰可见。尤其是处理器等敏感配件,至今美国的IBM和戴尔等高端计算机任然限制出口中国,尤其是军工领域采用。

杨灿群教授是天河一号主任设计师,国防科大计算机学院系统软件研究室主任。 我们自己的CPU完全能够实现全部替换,但目前应用软件的发展尚未跟上,需要逐步过渡。 从个体性能来看,我们的CPU与世界先进水平还有差距,正在研制中的下一代CPU将瞄准世界最前沿。

天河一号A配备了14336颗Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器(32nm Westmere-EP),2048颗我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器,以及7168块NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡,总计186368个核心,224TB内存。

银河飞腾 高性能32位浮点数字信号处理器(YHFT-DSP/700)由国防科技大学计算机学院自主研制成功。飞腾1000微处理器的主频为1GHz,采用65nm工艺生产,片内集成3.5亿个晶体管,性能与2006年Intel/AMD主流的多核处理器相当,计算效率高于Intel最新的6核处理器。

在国内的超算发展阵营中,不能不提是浪潮、曙光、联想为主,三家厂商都有自己的HPC系统,浪潮的天梭系列、曙光的星云系列,联想的深腾系列。路甬祥 中国科学院院长,给予联想集团、曙光集团认真考虑经济社会发展对超级计算的需求殷切希望。同时强调,不必片面追求峰值速度,而应大力提高实际计算能力,走出有中国特色的超级计算之路。

目前,中国现有4家国家超级计算中心(天津、深圳、长沙和济南),2011年11月16日,国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心)正式成立。总投资达12.3亿元,总建筑面积4.3万平方米。

五、可上九天揽月 可下五洋捉鳖

一扫南中国海的阴霾,另国人最为振奋提起的莫过于 神九载人航天 和 蛟龙 号载人潜水器7020米。体现着一个国家的综合技术力量。而这背后,都源于民族品牌的助力。

著名科学家王大珩参观了我国超级计算机后,曾经感慨地说: 高性能计算机的作用,不亚于两弹一星。 而超算领域上的进步,将直接关系我国其他高科技领域上发展与进步。

6月6日,联想正式发布了ThinkServer战略及全新的产品家族。ThinkServer全新品牌延承,其中ThinkServer RD630双路机架式服务器继承了 Think家族可靠品质、创新引领、全程关怀三大DNA,以高能效比,为金融、军工领域服务。一直以来,联想与航天事业有着深厚的合作基础,联想正式向神九赠送最新发布的ThinkServer服务器,真正实现了民族工业的责任。

其实,深海7000米的下潜技术难度,绝不亚于载人航天。在进行潜海深度测试的潜艇龙骨压力测试时,同样是采用国产超级计算机的,进行的数据模拟,以保证下潜的深度和载人的安全可靠性。这标志着我国具备了载人到达全球99%以上海洋深处进行作业的能力,标志着蛟龙号载人潜水器集成技术的成熟,也标志着我国深海潜水器成为海洋科学考察的前沿与制高点之一。

总的来看,中国超算系统在Top10榜单内的还是天河一号与星云这两套系统,中国凭借68套上榜总数,成为仅次于美国的第二大超算国家。在超算领域上,中美的研发对抗之路还在进行,下一次谁能胜出,只有一条前进之路。中国还将走继续自主研发的道路,直至有一天,实现真正的蓝色梦想。

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