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美國(guó)能源部下屬橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室6月8日正式宣布，已研發(fā)出被命名為“頂點(diǎn)”的超級(jí)計(jì)算機(jī)，其浮點(diǎn)運(yùn)算速度峰值可達(dá)每秒20億億次，接近“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的兩倍。中國(guó)超算連續(xù)5年世界第一的地位將被美國(guó)替代。

“神威·太湖之光”對(duì)美國(guó)觸動(dòng)很大

“神威·太湖之光”是由國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的超級(jí)計(jì)算機(jī)。2016年6月20日,法蘭克福國(guó)際超算大會(huì)（ISC）上，“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)登頂榜單之首，成為世界上首臺(tái)運(yùn)算速度超過十億億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)。此后，中國(guó)團(tuán)隊(duì)?wèi){借在“神威·太湖之光”上運(yùn)行的全球大氣非靜力云分辨模擬、非線性地震模擬兩項(xiàng)重大成果應(yīng)用，蟬聯(lián)了“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。

清華大學(xué)教授、國(guó)家超級(jí)計(jì)算無錫中心主任楊廣文在接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪時(shí)表示，中國(guó)超算取得的這些成績(jī)，對(duì)美國(guó)政府和研究機(jī)構(gòu)觸動(dòng)很大，也可以說，“神威·太湖之光”的問世，促使美國(guó)加大投入研發(fā)新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)。

“高性能計(jì)算對(duì)于國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和應(yīng)對(duì)科學(xué)挑戰(zhàn)的能力來說至關(guān)重要，若算力不足，很難維持科技發(fā)展的持續(xù)領(lǐng)先?！睏顝V文指出，美國(guó)要繼續(xù)保持全球超級(jí)大國(guó)地位，需要在超算領(lǐng)域重回榜首。

此前記者了解到，盡管中國(guó)超算連續(xù)5年保持世界第一，但后面再想“登頂”難度很大，而美國(guó)是最大的“對(duì)手”。一直以來，美國(guó)的超算研發(fā)水平是世界上最高的，只要預(yù)算充足，美國(guó)重回世界第一只是時(shí)間問題，后續(xù)也將會(huì)出現(xiàn)美、中、日交替第一的場(chǎng)景。

“頂點(diǎn)”使用了4608個(gè)計(jì)算服務(wù)器

美國(guó)原計(jì)劃在去年11月推出“頂點(diǎn)”。為了確保美國(guó)在超算領(lǐng)域重回榜首，橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與相關(guān)合作機(jī)構(gòu)，對(duì)存儲(chǔ)、功耗、算法、容錯(cuò)、應(yīng)用支撐等，一直在反復(fù)論證與改進(jìn)，使“頂點(diǎn)”能夠真正成為世界最高性能超算。

專家介紹，此次美國(guó)“頂點(diǎn)”應(yīng)該是采用了眾核加速的方案?！绊旤c(diǎn)”的浮點(diǎn)運(yùn)算速度峰值可達(dá)每秒20億億次。其中，使用了4608個(gè)計(jì)算服務(wù)器，每個(gè)計(jì)算服務(wù)器中又含有兩個(gè)國(guó)際商用機(jī)器公司生產(chǎn)的22核Power9處理器和6個(gè)英偉達(dá)公司生產(chǎn)的Tesla V100圖形處理單元加速器，可用于能源和先進(jìn)材料等領(lǐng)域的研究，還可運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等人工智能算法。

“頂點(diǎn)”的運(yùn)算速度幾乎是“神威·太湖之光”的兩倍。楊廣文指出，“神威·太湖之光”代表我國(guó)2015年的超算研制水平，近幾年我們?cè)趹?yīng)用方面取得一系列重要成果，但每個(gè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中都需要優(yōu)化完善、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為新一代系統(tǒng)提供借鑒作用。他表示，“神威·太湖之光”目前的計(jì)算和存儲(chǔ)資源都是滿負(fù)荷運(yùn)行，下一步在經(jīng)費(fèi)允許的情況下，需要對(duì)計(jì)算和存儲(chǔ)資源進(jìn)行擴(kuò)容。

2021年左右將有E級(jí)機(jī)問世

E級(jí)超算，被全世界公認(rèn)為超算界下一個(gè)世界冠軍，它將在解決能源危機(jī)、污染和氣候變化等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。

“E級(jí)超算指每秒可進(jìn)行百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)。該超級(jí)計(jì)算機(jī)比‘神威·太湖之光’快8倍，主要滿足全球氣候變化模擬、天體物理大數(shù)據(jù)的處理、模擬宇宙的演化、新型材料驗(yàn)證等重大計(jì)算需求。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家都在搶占發(fā)展先機(jī)。”楊廣文說。

目前，全球超算強(qiáng)國(guó)都正在加快布局下一代超算，各國(guó)都在準(zhǔn)備研制E級(jí)機(jī)，預(yù)計(jì)到2021年左右將有E級(jí)機(jī)問世。楊廣文表示，下一個(gè)冠軍是誰現(xiàn)在難以確定。

目前，我國(guó)正在部署解決超級(jí)計(jì)算機(jī)軟硬件的核心問題。在楊廣文看來，中國(guó)有很大的機(jī)會(huì)在E級(jí)時(shí)代實(shí)現(xiàn)再次超越。專家建議，政府相關(guān)主管部門要盡快部署E級(jí)系統(tǒng)的研制任務(wù)，加大對(duì)應(yīng)用軟件研發(fā)及超算中心的支持力度。（過國(guó)忠）