美国重返全球超算“霸主” 中国超算E级竞赛落后？四个事实告诉你真相

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作者：刘学习

近日，美国能源部田纳西州橡树岭国家实验室 (Oak Ridge National Lab)推出了一台名为“Summit”的超级计算机，其计算能力已经超过了目前排名第一的中国神威·太湖之光超级计算机。

根据官方介绍，Summit的峰值计算能力可以达到每秒20亿亿次，比神威·太湖之光要快60%，同时也是美国此前的超级计算机明星“Titan”计算能力的 8 倍。

这表明，自2013年以来就始终占据着世界超级计算机排名第一位置的中国，这一次被美国逆袭，美国再次重回巅峰。同时，E级计算也就是百亿亿次超级计算机又成为了超算领域的眼前目标。

广大的可爱的网友们可能不淡定了，这是否预示着中国超算在E级计算竞赛中败北，或者美国超算的复兴呢？

记者想告诉大家的就是四个事实，也就是四句话，您就能明白超级计算机全球竞争的大格局。

事实一：美国超级计算机长期占据着世界第一的位置

在超级计算机的发展历史中，美国一直独占鳌头，这不容否认。但是在这次成果出来之前的几年里，中国已经成功实现追赶并超越美国。我国的神威·太湖之光以93 PFLOP的极限性能（1 PFLOP 等于每秒一千万亿次的浮点运算，也就是9.3亿亿次每秒），相当于美国能源部下属橡树岭国家实验室开发的Titan（18 PFLOP）超级计算机的5倍。

Summit 不但强大而且挺酷

在超级计算机榜单上，美国拥有的机器数量大部分时间超过了中国。根据全球超算大会（ISC）2017 年“超级计算机 500 强”榜单，中国不但凭借太湖·神威之光、天河二号继续霸占前两名，而且以202台系统的总量遥遥领先美国的143台，这是该榜单成立以来中国占比最高的一次，同时也是美国占比最低的一次。而就在仅仅半年前，中国还只有160台，比美国少9台。六个月的时间里，中国超算猛增了26％，美国则少了15％。除此之外，美国在超级计算机排行榜TOP500中的总数量一直居于全球首位。

事实二：中国在超级计算机上树立了自己独特优势

神威太湖之光更淡定

以前说起超级计算机，人们可能会担心美国对中国超级计算机CPU等禁运，会影响中国超级计算机的发展。不过，现在虽然美国的CPU等技术仍然会影响中国超级计算机的发展，但是神威在自主可控方面的发展取得巨大进展，包括：

全部使用申威160芯片，搭载神威睿思操作系统，实现软件和硬件全部国产化。

稳定性较好，测试Linpack 全过程9个多小时无故障。

液冷系统高效可靠，冷却剂在冷板内部的封闭水循环带走主板热量，环保且无噪音。

高密度封装，一个机仓可装入1024个CPU。

整机功耗低，性能功耗比高。神威蓝光超算性能功耗比超过741MFlops/W，天河1号超算性能功耗比431.7 MFlops/ W。

整机效率高。神威蓝光超算LINPACK在不同规模下的效率：单处理器核80.28%，单CPU 75.20%，单机舱75.07%，整机74.37%。神威蓝光超算整机效率与曾经是美国最快的计算机美洲虎超级计算机效率相当。

说得清楚点，就是完全自主可控，且性能高，功耗低，货真价实。

事实三：未来超算的性能竞争将集中到每秒百亿亿次

Summit 的出现将超级计算机的峰值运算速度提高到每秒百亿亿次。全球超级计算机的竞赛提前几年进入E级竞赛阶段，美国和中国领先。美国正在研究开发几台这样的机器，每台机器的成本可能在4亿美元至6亿美元之间，并且得到了英伟达、IBM 以及英特尔等公司的合作帮助。美国的目标是在2021年和2023年之间完成使至少一台“百亿亿级”计算机。

按照中国的时间表，中国最早有望在2020年发布E级超算。目前中国同时启动了三大E级超算原型系统的研发，分别是国防科大和天津超算中心的“天河三号”、中科曙光的E级超算，以及江南所和济南超算中心的“神威”E级超算。

国家超算无锡中心主任杨广文也曾透露，“神威·太湖之光”新一代百亿亿次超算的研制已经列入国家“十三五”规划，并以“神威”“曙光”“天河”等系列超级计算机为龙头开展研制，有望在2020年左右推出首台国产百亿亿级次超级计算机。

“天河一号”研发部部长孟祥飞在十九大“党代表通道”上透露，他们正在进行百亿亿次超级计算机的研发，预计2020年研制成功。曙光的Torus技术可以说是为E级计算而生的。Torus网络架构本身的密度高扩展性好，横向扩展的成本增长呈直线型，更像是横向扩展的一个状态，更适合在大规模节点的范围中使用。

事实四：人工智能应用的超级计算机应该成为竞争焦点

橡树岭的研究小组说，Summit是第一台既支持传统计算也支持运行人工智能应用的超级计算机，比如机器学习和神经网络等运行都可以在其上实现。Summit基于 IBM在2017年12月于北京所发表的最新一代 Power PC 9216 架构，与多达 27648 个 NVIDIA GPU 组合而成，目的在于解决目前机器学习与神经网络等 AI 应用的性能瓶颈。

高性能计算机就是为人工智能而生的。当年的超级电脑“深蓝”在国际象棋上打败卡斯特洛夫。十年后，人工智能Alpha GO才在围棋上击败了李世石。超级计算机与AI结合的前景被业界普遍看好，确实非常值得期待。

中国在AI芯片、AI算法、大数据积累、算力等方面都具有发展潜力，完全可以在AI应用的超算竞争中，达成科技与商业的完美结合的大目标。

作者简介

刘学习

前15年，专注于服务器、存储以及云计算

后5年，爱上基础软件、管理软件，以及国产化系统

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