百亿亿次 超算界的“下一顶皇冠”

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神威E级超算原型机正式启用

百亿亿次超级计算机是全球最前沿挑战之一,被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”。美国能源部18日说,将拨款5亿美元给美国英特尔公司和克雷公司,以共同建造美国首台可实现每秒百亿亿次浮点运算的超级计算机“极光”,引发全球关注。

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百亿亿次超算,又称E级超算,是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点。与当前全球最快的美国超算“顶点”相比,其运算速度跃升了一个台阶。中国首台千万亿次超级计算机“天河一号”运算1小时,相当于13亿人同时计算340年以上;而中国新一代百亿亿次超算“天河三号”将来研制完成后,其工作一小时将相当于13亿人工作上万年。

除了美国外,中国、日本和欧洲都已有百亿亿次超算研制计划。2018年7月,中国自主研发的新一代百亿亿次超级计算机——“天河三号E级原型机”完成研制部署。在此基础上,“天河三号”预计将于2020年研制成功。国家“十三五”高性能计算专项课题另两个E级超算的原型机系统——神威E级原型机和曙光E级原型机系统也已于2018年完成交付。

目前,业界有一个每半年发布一次的排行榜,给全球已安装的超级计算机前500强排座次。鉴于中美日欧都有百亿亿次超算研制计划,专家预计,未来全球超算500强榜单的榜首位置可能将出现多国交替占据的态势。

研发超算不是目的,促进大规模应用、解决国家面临的挑战性问题,才是最重要的目的。据了解,中国“天河三号”原型机自2018年7月开放应用以来,目前已为中国科学院、中国空气动力研究与发展中心、北京临近空间飞行器系统工程研究所等30余家合作单位完成了大规模并行应用测试,涉及大飞机、航天器、新型发动机、新型反应堆、电磁仿真、生物医药等领域50余款大型应用软件。

美国能源部长里克·佩里18日说,“极光”及新一代百亿亿次超级计算机可将高性能计算和人工智能技术应用于癌症研究、气候模拟等领域,基于百亿亿次超级计算机的创新将对社会产生难以置信的重大影响。美能源部还在公报中指出,研制百亿亿次超级计算机将促进科研创新,引领新的技术能力,促进美国提升其在全球的科研领导地位。

专家指出,要实现真正的百亿亿次运算能力,内存体系结构、更高速互联和可靠性更高的系统,以及可提高计算能力但又不过高增加能耗的新方法,是各国科研人员需要面对的挑战。

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中美超算“你追我赶”

始于1993年的全球超算500强榜单由国际组织“TOP500”编制,每半年发布一期,是给全球已安装的超级计算机排座次的知名榜单。

2010年11月,经过技术升级的中国“天河一号”曾登上榜首,但此后被日本超算赶超。2013年6月,“天河二号”从美国超算“泰坦”手中夺得榜首位置,并在此后3年“六连冠”,直至2016年6月被中国“神威·太湖之光”取代。今年6月,美国超算“顶点”超越“四连冠”的“神威·太湖之光”登顶。

在最新公布的榜单中“顶点”扩大了领先优势,其处理器数量从228万多个增加到近240万个,浮点运算速度从半年前的每秒12.23亿亿次提升至每秒14.35亿亿次。“神威·太湖之光”的数据未发生变化,浮点运算速度依然为每秒9.3亿亿次,被上期排名第三的美国“山脊”超越。

“顶点”和“山脊”都由美国能源部下属实验室开发,架构相似,但超越“神威·太湖之光”成为第二名的“山脊”,处理器数量维持在157万余个没有增加,而浮点运算速度则由7.16亿亿次提升到9.46亿亿次。

美国超级计算机专家、田纳西大学教授杰克·唐加拉对新华社记者说,这是由于“山脊”的代码得到优化,重新运行后实现了更优秀的性能。相比而言,“神威·太湖之光”使用了近1065万个自主研发的“申威”芯片,可见单个芯片性能尚存在一定差距。

最新榜单第四到第十名依次为:中国“天河二号”、瑞士“代恩特峰”、美国“三一”、日本“人工智能桥接云基础设施”、德国“超级MUC-NG”及美国“泰坦”和“红杉”。

来源:滨海时报

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责任编辑:王晓宇
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