超算爭霸賽,美國對日本下狠手,中國將拿下制高點_風聞
科工力量-观察者网原创视频栏目-欢迎关注“科工力量”微博、微信公众号2020-12-29 18:02
大家好,我是觀察者網《科工力量》欄目主播,冬曉。超算一直以來都是大國實力競爭的焦點。在最新的全球超算TOP500排行榜中,日本的“富嶽”排名第一,而亞軍和季軍,都是來自美國,中國的神威•太湖之光,位列第四。
爭奪超算冠軍,中、美、日從來沒停止過。美國、日本曾是業內的翹楚,像IBM、英特爾、日本電氣、富士通,都是這兩個國家的研發主力,2010年之前,輪流接任超算冠軍。直到中國推出天河1號,打破了這一壟斷。
超算從本質上來説,是一個大規模計算工具。通常情況下,個人計算機只要一顆CPU,就能玩遊戲、看視頻,因為這些程序的背後,只需要少量的浮點計算。但是,模擬海嘯、核爆的時候,這樣的算力顯然不夠,需要靠千萬台機器組合起來,這就是超算的思路。
在社會輿論中,總有一種聲音説,中國的超算是面子工程,沒有必要花費大價錢去爭第一?可真實情況卻是,美國對中國超算技術,一直耿耿於懷。2013年到2016年,天河2號連續蟬聯第一。此時,還在任上的奧巴馬簽署行政命令,要求美國在2025年造出世界上最快的計算機,算力要達到每秒100億億次。特朗普上台後,雖然砍了很多科研、醫療經費,但增加了研製超算的錢。
從歷史上看,美國沒有放棄過追求高性能超算。在2010年前,美日超算爭霸期間,日本人研製的“地球模擬器”曾連續5次拿了冠軍。而白宮的做法是,緊急撥款給IBM,研發“藍色基因”。對超算性能的追求,美國人沒有説過,夠用就好。實際上,目前的算力是不夠用的,我們往往因為硬件性能低,還降低了計算的精度要求。
中國天河2號登頂冠軍後,因為使用了美國芯片,有媒體曾攻擊説,這其實是“組裝貨”,沒有核心技術。拿芯片説事,不得不説,確實抓住了要害。2015年,美國商務部曾發佈公告,禁止英特爾向中國4家超算中心出售“至強”芯片,當時,天河2號面臨升級,恰好需要這款芯片。美方給出的解釋是:中國超算中心從事違反美國國家安全的活動。
然而,這次對天河超算的“定點清除”打擊,並沒有起到預想的效果。2016年6月,天河2號超算,從冠軍的位置退下來後,接替它的是另一台來自中國的超算,神威•太湖之光。它沒有使用美國CPU、GPU部件,而是採用自主知識產權的“申威26010”處理器,美國的制裁已經“鞭長莫及”了。
單純用“組裝貨”形容天河1號、2號,顯然不客觀。從技術角度來説,處理器是超算的重要組成部分,但不是超算技術的全部。 就天河2號來説,除了計算節點的CPU和加速器是美國英特爾的,互聯網絡、存儲、系統軟件、應用軟件、電源、冷卻等系統大部分都是中國人自己做的。特別值得一提的是天河2號的互聯網絡,在天河2號問世時,該互聯網絡在國際上也屬於頂尖水平,而且是中國的技術標準,中國自主設計。
另外,提高自主研製能力,首先得有自己的平台,之後,才能不斷實現各種零部件的國產。就比如説,之前多次提到的C919大飛機,雖然發動機還不能國產,但是我們將各種系統組合起來,也是實力的體現,有了這樣的平台,才能打磨技術細節。
為了遲滯對手的超算發展,美國對中國禁售芯片,對自己人也絕不手軟。80年代,日本的超算快速發展,美國將其視為重大威脅。當時,在他們的政壇上,有一句流行語:“我們想讓自己的孩子做什麼,給日本電腦擦灰嗎”。這段期間,兩國陷入貿易衝突,就像今天對待中國一樣,白宮以貿易逆差為藉口,舉起了關税大棒。不過,美國自己人卻説出了實情,著名的經濟學家,卡內基梅隆大學的教授,李·布蘭斯泰特,一針見血的指出:美日貿易衝突,根本原因並非經濟,而是科學技術與工業能力,如果我們不再擁有最好的技術,將會傷害我們的民族自豪感。
美國在超算領域,曾經是“獨孤求敗”。可到了1983年,日本人趕上來了,日本電氣公司推出的SX-2,成為第一台,每秒運算速度超過10億次的超算。被兩次世界大戰的榮譽洗腦,普通的美國人,將科技優勢視為理所當然。日本的技術進步,對他們來説,是變相的侵略和冒犯。為了打壓來自東方的競爭者,他們使出了令人眼熟的“盤外招”,利用強勢的媒體話語權,抹黑、醜化日本高科技,宣稱這樣的競爭,是商業間諜、政府保護、補貼傾銷的組合。結果,在聯邦政府的“勸告”下,包括麻省理工在內的多家美國用户,取消了購買日本超算的計劃。
在很多人的潛意識裏,西方要研發更強性能的計算機很容易,只是因為沒有需求,沒有研發的必要。真實情況是,全球的超算科學家都渴望大機器,在歐洲,很多新項目在舊設備上,已經跑不動了。中國的神威•太湖之光問世後,很多國外學者迫不及待地把自己的代碼、軟件拿過來和中國人一直研究,特別是不涉及軍事秘密的。法國大使館的科技參贊還公開表態:希望中法之間簽訂戰略合作協議,讓法國科學家到中國來使用神威•太湖之光。
歐洲在超算應用上,實力不弱,但是在製造能力上,卻相對一般。像瑞士的超算“代恩特峯”,曾排進過500強前五,不過,設備使用的是,英特爾的芯片、英偉達的加速器,美國克雷公司,在其中更是扮演了關鍵角色。這家公司研製的“美洲虎”、“泰坦”,多次幫助美國登頂超算第一的位置。歐洲的研發能力跟不上,主要是因為,他們把主要精力放在怎麼把超算儘可能的用好,而且更看重商業模式,很多大公司聯合購買,因為公司花錢買了超算,算力要充分挖掘,不能浪費。
如今,歐洲國家在超算性能上,成就有限,還在於歐洲諸國在政治、軍事上受美國影響較大。很多需要使用高性能超算進行研究的重大課題,對中國來説是“剛需”,但對於歐洲國家來説,由於有美國的庇護,或者可以從美國獲得技術支持,也就無所謂了。而且歐洲已經完全融入,以美國為主的產業分工體系。再加上,歐洲各國體量有限,不可能像中國一樣追求面面俱到,花大力氣發展超級計算機。
為了擺脱對美國超算的依賴,歐洲大國兩邊下注,他們除了買美國、日本的設備,現在也向中國拋出橄欖枝,要求合作。在法國大使館參贊希望簽署戰略合作協議之前,德國國家科學機構“於利希研究中心”就曾經表示:希望藉助天河一號,提高獨立自主能力。
今年6月份的TOP500榜單上,中國的超算達到226台,美國位列第二,只有114台。可幾十年前,卻是另外一番光景。
60年代,IBM為美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室開發7030機,該實驗室是美國原子彈研發機構,而這台機器算是歷史上最早的“超級計算機”。中國人曾經嘗試過購買,結果被拒絕。1976年,美國政府意外簽發了許可證,同意對華出口超算,可附帶了很多限制條款,首先,設備的性能做了降級處理,其次,如何使用,美方説了算,石油地質勘探數據可以在這裏處理,軍事的不行。為了嚴格的監督中國專家,美方還給機房上了鎖,要想用,得去他們那兒拿鑰匙。後來,日本人也學習了這樣的做法,中國買了他們的設備後,他們安排人員在機房前,輪流蹲守,如果我們要上機操作,必須提前彙報,要處理什麼數據。
如今,中國的三大超算系列,神威、天河、曙光都已經被納入了美國政府的“黑名單”。登上榜單後,曙光公司曾經給出回應:在產業全球化的今天,建設開放型世界經濟、構建人類命運共同體是基本共識,我們願意積極參與全球化進程,與包括美國在內的全球合作伙伴開展誠實、開放、互信的合作,共同面對機遇與挑戰,共謀人類福祉。有人説,這一表態太温和。其實,這不是問題的重點。真正的關鍵在於,我們依舊堅持務實,埋頭苦幹。禁令只是白宮給中國企業打上的“高科技認證”。
當前,中、美、日在超算領域的競爭,呈現白熱化,三方都在每秒百億億次的超算上發力,這是下一個頂峯,而中國規劃最早,新一代天河三號的原型機,已經開始大規模應用測試。幾十年前,中國人靠手搖式計算機,將“東方紅一號”送入太空,“算力不足恐懼症”一直深刻地印在腦海中,如今突破關鍵技術制約,這種症狀一定要在一代人中根治,做到“白菜價”,讓全人類獲益。
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