中美超算“你追我趕”　中國優勢可圈可點

新一期全球超級計算機５００強榜單１２日在美國達拉斯發佈。與半年前的榜單相比，全球格局變化不大，美國在最快超算上領跑，中國在數量上繼續增長，而且能效也有所提升。從近幾年的情況看，中美超算“你追我趕”的態勢將持續下去。

中美超算“你追我趕”

始於１９９３年的全球超算５００強榜單由國際組織“ＴＯＰ５００”編制，每半年發佈一期，是給全球已安裝的超級計算機排座次的知名榜單。

２０１０年１１月，經過技術升級的中國“天河一號”曾登上榜首，但此後被日本超算趕超。２０１３年６月，“天河二號”從美國超算“泰坦”手中奪得榜首位置，並在此後３年“六連冠”，直至２０１６年６月被中國“神威·太湖之光”取代。今年６月，美國超算“頂點”超越“四連冠”的“神威·太湖之光”登頂。

在最新公佈的榜單中“頂點”擴大了領先優勢，其處理器數量從２２８萬多個增加到近２４０萬個，浮點運算速度從半年前的每秒１２．２３億億次提升至每秒１４．３５億億次。“神威·太湖之光”的數據未發生變化，浮點運算速度依然為每秒９．３億億次，被上期排名第三的美國“山脊”超越。

“頂點”和“山脊”都由美國能源部下屬實驗室開發，架構相似，但超越“神威·太湖之光”成為第二名的“山脊”，其處理器數量維持在１５７萬餘個沒有增加，而浮點運算速度則由７．１６億億次提升到９．４６億億次。

美國超級計算機專家、田納西大學教授傑克·唐加拉對新華社記者説，這是由於“山脊”代碼得到優化，重新運行後實現了更優秀的性能。相比而言，“神威·太湖之光”使用了近１０６５萬個自主研發的“申威”晶片，可見單個晶片性能尚存在一定差距。

最新榜單第四到第十名依次為：中國“天河二號”、瑞士“代恩特峰”、美國“三一”、日本“人工智能橋接雲基礎設施”、德國“超級ＭＵＣ－ＮＧ”及美國“泰坦”和“紅杉”。

中國上榜超算增加

榜單顯示，中國上榜的超算數量繼續快速增長，從半年前的２０６臺增加到２２７臺，已佔５００強中的４５％以上。在美國安裝的超算數量則下降至１０９臺，創歷史新低。唐加拉認為，中國上榜超算數量快速增長是最大的優勢。但在總運算能力上，美國佔比３８％，中國佔比３１％，表明美國超算的平均運算能力更強。

另一個值得關注的趨勢是，中國超算製造商在國際舞臺上扮演日益重要的角色，１０大超算生産商中有４家中國企業。聯想公司自半年前成為全球頭號超算製造商以來，製造的超算數量持續增長到１４０臺。另外，浪潮和中科曙光分列亞軍和季軍，分別是８４臺和５７臺。華為製造１４臺，位列第八。

首次躋身超算十強的德國“超級ＭＵＣ－ＮＧ”就由聯想公司製造。聯想公司稱，這臺安裝在萊布尼茨超算中心的超算採用了聯想開發的水冷技術，比氣冷技術節電４５％。該超算用於天體物理學、流體動力學和生命科學等研究的同時，減少了碳排放和運行總成本。

中國超算走向“綠色”

近年來，超算更加強調綠色節能，中國的進步也可圈可點。兩台由中科曙光開發的超算進入了按能效排名的“綠色超算５００強”前１０名。

２０１５年底到２０１６年底，中國超算曾三次進入“綠色超算”十強，此後該排名一直由日本、美國和瑞士等國佔據。最新公佈的榜單中，排名第一的是日本的“菖蒲系統Ｂ”，中科曙光的ＨＫＶＤＰ系統和“先進計算系統Ｐｒｅ－Ｅ”分列第六和第十名。

中美兩國在超級計算機領域“你超我趕”的形勢仍在繼續。唐加拉認為，非量子計算框架下的超級計算機算力仍有增長潛力，“並沒有受到限制，我們還在不斷升級”。

超級計算機的“下一頂皇冠”將是Ｅ級超算，即每秒可進行百億億次運算的超級計算機。要實現這一目標，超算系統規模、擴展性、成本、能耗、可靠性等方面均面臨挑戰。據有關人士介紹，中科曙光本週將在達拉斯舉辦的超算大會上推出新産品，為實現Ｅ級計算奠定基礎。今年５月在天津舉辦的第二屆世界智慧大會上，中國國家超算天津中心也展示了新一代Ｅ級超算“天河三號”原型機。（新華社美國達拉斯１１月１２日電  記者周舟）