中美歐日展開“E級超算”大戰 中國緊盯下頂皇冠

【環球網軍事6月11日報道 環球時報特約記者 魏雲峯 環球時報記者 馬 俊】美國於8日宣佈成功研製運算速度高達每秒20億億次的新一代超級計算機“頂點(Summit)”。憑藉這台“當今世界最強大、最智能的超級計算機”，美國重新奪回失落5年之久的超算“世界第一”寶座。在外界對此熱議不休的同時，處於超算研製競賽第一集團的美國、中國、歐洲和日本卻在潛心為運算速度達到每秒百億億次的E級超算展開更激烈的比拼，畢竟它才是“超算界的下一頂皇冠”。

美國超算重回世界第一

美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室在官網發佈了新一代超級計算機“頂點”，並宣佈它成為世界上最強大、最智能的科學超級計算機，超越了此前排名世界第一的中國“神威·太湖之光”。IBM首席執行官吉尼·羅曼提在接受採訪時表示：“‘頂點’的浮點運算速度峯值為每秒20億億次，比美國目前排名最高的‘泰坦’強8倍。”美聯社稱，“頂點”的峯值速度比普通筆記本電腦快了一百萬倍，幾乎是中國“神威·太湖之光”峯值速度的兩倍，後者的運算速度為每秒12.5億億次。

美國能源部長裏克·佩裏説，“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。美能源部今年將啓動遴選科學項目，申請使用“頂點”超算的科學項目已開始排隊。此外，“頂點”還能整合人工智能(AI)，尋找疾病的治療新方法等。《麻省理工科技評論》雜誌則説得更直白——“全世界的超級計算機都被用來進行研究和研製新武器。如果美國擁有最強大的超級計算機，美國的研究人員和武裝部隊就會具備更多的優勢。”

《環球時報》記者注意到，橡樹嶺國家實驗室發佈“頂點”超算的時間，恰逢新一期“全球超算500強”榜單6月發佈之前。自 2013 年以來，中國超算一直牢牢佔據着該排名榜的榜首位置，讓美國倍感壓力。美國總統特朗普上台後大幅削減科研經費，卻對超算額外開恩，甚至還增加撥款，可見其重視程度。如今美國卡着時間節點，力求將“頂點”穩妥地送回“全球超算500強”榜首位置，也算是“用心良苦”。

中國計算機學會高性能計算專業委員會秘書長、國家超算濟南中心主任張雲泉10日告訴《環球時報》記者，對於美國新一代超算今年的反超，其實業內早有預期。他介紹説，鑑於中國當前運算速度最快的超算“神威·太湖之光”和“天河二號”最近幾年都沒有大幅升級的計劃，因此預計美國“頂點”還將佔據“全球超算500強”榜首一段時間。不過由於參與“全球超算500強”排名的超算是由企業和高校、研究所等自行申報，未來也不排除其他此前未公開的超算“異軍突起”的可能。

E級超算時間表，中國領先

“神威·太湖之光”和“天河二號”沒有升級計劃，並不代表中國放棄了超算競爭，而是集中精力發展革命性的E級超算。在超算研製競賽的無休止角逐中，“全球超算500強”的排名變化不過是“小插曲”，美國、中國、歐洲和日本都在以舉國之力對E級超算進行攻關。

張雲泉透露，美國同時上馬了兩個E級超算項目，其中一個走成熟路線，採用相對成熟的技術以節省時間，爭奪最早研製出E級超算的“桂冠”，預計將在2021年發佈;另一個項目則集中各種先進技術，不惜代價謀求在E級超算中的長期霸主地位。相比之下，歐洲和日本的E級超算推出時間相對落後，基本都在2022年之後。

按照中國的時間表，中國最早有望在2020年發佈E級超算。目前中國同時啓動了三大E級超算原型系統的研發，分別是國防科大和天津超算中心的“天河三號”、中科曙光的E級超算以及江南所和濟南超算中心的“神威”E級超算。

張雲泉表示，其中“天河三號”採取的技術路線與日歐類似，都是基於ARM構架處理器;中科曙光則選擇了類似於美國主流超算的CPU+GPU技術路線;“神威”採用的是眾核異構體系。“中國這三大項目囊括了當今世界E級超算的三大技術流派，而且核心處理器都是國產的。它們將相繼發佈用於技術驗證的E級超算原型機，未來中國將同步推出至少兩個、甚至三個E級超算。”

必須承認的是，各國在E級超算項目上的激烈競爭，恰恰也説明了其研製的難度之高。張雲泉介紹説，E級超算不但運算速度超過每秒百億億次，而且對於其能耗、可靠性以及開發百億億次級應用程序等方面都有嚴苛的要求，因此被稱為“超算界的下一頂皇冠”。

《熊出沒》也用上“天河二號”

《環球時報》記者注意到，美國對“頂點”的介紹中突出了它與AI的相關應用。張雲泉表示，科學界在超算的研製中，發現它與AI有天然的密切聯繫，尤其是在基本架構等方面與當前AI採用的技術頗有共通之處，因此“超算+AI”也被視為未來超算應用的重要發展路徑，例如依託超算和人工智能的智慧城市，或許將成為現實。

超算對運算速度的追求沒有止境嗎？這樣高速的超算到底用在什麼地方？張雲泉説，必須要承認，超算的性能是永遠不夠用的，在材料科學、物理、化學、生物、能源、太空等很多領域，超算應用只能“委屈”地降低精度要求、規模要求來配套現有超算的性能。事實上，不但那些高精尖領域離不開超算，如今我們生活也與超算有越來越緊密的聯繫，例如手機收到的精準天氣預報就有超算的功勞，甚至動畫片的渲染也大量採用超算協助。據介紹，“天河二號”參與過上百部動畫的渲染與特效製作，其中就有大家熟知的《熊出沒》。

張雲泉提醒説，總體而言，雖然中國超算的硬件方面已取得諸多成就，但在超算的應用領域仍與美國有較大差距。儘管我們的超算在許多大型科學計算方面已有更多應用，但在其廣度和深度、特別是商業化開發領域，仍存在諸多不足。這也是中國超算未來發展必須要解決的一個問題。此外，超算是一個交叉學科，由計算機科學、計算數學、行業應用領域應用知識三方面構成，對人才要求非常高。目前國家對相關人才的需求很大，但實際數量遠遠不足。