中國超級計算機超過美國

●本報駐德國特約記者　青木 ●本報記者 劉揚 ●任重

“超級計算機：中國超過美國！”第47次全球超級計算機500強榜單20日在德國法蘭克福會議期間正式發布：中國的“神威·太湖之光”取代“天河二號”登上榜首。令人最振奮的是，與使用英特爾芯片的“天河二號”相比，“神威·太湖之光”使用的是中國自主知識產權的芯片，由中國自主開發，而且速度更快、更節能！據悉，“神威”一分鐘計算能力，相當70億人用計算器不間斷算32年！不僅如此，“兵馬俑軍團還以數量和整體性占優”，此次中國躋身500強的超算總數量也達到史無前例的167臺，首次超過美國列第一。外媒紛紛發出感慨：“這是‘中國制造’成功轉型的一個象征”“中國的高技術戰略正在結出果實”“中國已在這場比賽中大幅領先”……中國超級計算機領域權威專家張云泉20日對《環球時報》記者說，核心處理器的自主化此前一直是中國超算的一大弱項，但美國的芯片禁運恰恰“倒逼”中國研制出完全國產的處理器。

“TOP500”中國雙第一

“中國‘神威·太湖之光’成為超級計算機的領導者。”德新社20日發自法蘭克福的報道稱，國際超級計算機“TOP500”組織當天發布的榜單顯示，中國繼續在500強榜單上領跑，而且排名比去年更好。排在榜首的是由中國國家超級計算無錫中心研制的“神威·太湖之光”，浮點運算速度為每秒9.3億億次，據《華爾街日報》報道，“神威·太湖之光”的運算速度為此前3年處在該榜單首位的“天河二號”的兩倍以上，大約是目前排名第三的美國領先超級計算機系統的5倍。“神威·太湖之光”使用的是中國自主知識產權的芯片。“TOP500”組織在一份聲明中寫道：“中國在國際TOP500組織第47期榜單上保持第一名的位置，憑借的是一個完全基于中國設計、制造處理器而打造的新系統。”

排名第二的就是來自中國廣州的“天河二號”，浮點運算速度為每秒3.386億億次。這次500強榜單還有一個重大變化是，美國入圍的超級計算機總數量首次被中國超越。中國現在入榜的超級計算機數量達到167臺，美國則是165臺。

全球超級計算機500強榜單由國際“TOP500”組織每半年公布一次，在德國和美國輪流舉行。可能很多人都想不到，一年前，中國在“TOP500”榜上的超級計算機還僅有37臺。2015年11月，中國上榜的計算機猛增到109臺，超過歐洲與日本，排名第二。又過了僅僅半年時間，中國入榜的超級計算機數量達到167臺，世界第一。

這次榜單前十名除了“神威·太湖之光”與“天河二號”外，第3到第10名依次為，美國的“泰坦”與“紅杉”、日本的“京”、美國的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德國的“花尾榛雞”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。

“超級計算機：中國超過美國！”德國IT專業雜志《Heise》網絡版20日以此為題作了報道，并刊登了一張中國秦朝兵馬俑的照片，“全球超級計算機大會伴隨著一聲巨響啟動：中國現在在全球超級計算機500強榜單上不僅占據著最快超級計算機的前兩名，兵馬俑軍團還以數量和整體性占優。”

美國禁運倒逼中國自主化

正在德國出席TOP500頒獎活動的中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉20日對《環球時報》記者表示，“神威·太湖之光”是國內第一臺全部采用國產處理器構建的世界第一的超級計算機。它是根據國家科技部863計劃研制的，研制周期用了接近3年，但之前的預研時間無法估算。“其實，我們在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠軍的能力，但當時出于保密考慮一直沒有對外發布。”

對于中國超算的國產化情況，張云泉介紹說，按照評估，“天河”系列的國產化程度是70%左右，濟南超算中心的“神威藍光”超級計算機能達到85%以上，“神威·太湖之光”的處理器則是全國產的。

“中國已在這場比賽中大幅領先”，美國勞倫斯伯克利國家實驗室副主任西蒙稱，超級計算機系統的每一部件均在中國本土制造意義重大。該實驗室是超級計算機的主要用戶，協助編制全球超級計算機500強名單。“TOP500”網站評論說，“神威·太湖之光”的性能結束了“中國智能依靠西方技術才能在超算領域拔得頭籌”的時代。

“憑借一套搭載本土自主研發處理器芯片的世界一流超級計算機系統，中國鞏固了在這一計算機最高領域的領導地位。”《華爾街日報》20日稱，“神威·太湖之光”是中國首臺未使用美國芯片技術且運行速度排名世界第一的計算機。“此前位列第一的‘天河二號’使用了英特爾公司研發的芯片，去年出臺的一項美國出口禁令使該系統未能獲得升級所需芯片。”

正如《華爾街日報》所說，我國863計劃持續支持超級計算系統的研發，但在處理器設計制造方面，相當一段時間都不能擺脫受制于人的局面。2015年4月，美國商務部發布公告，決定禁止向中國4家國家超級計算機機構出售“至強”(XE?ON)芯片。當時張云泉在接受《環球時報》專訪時表示，禁售短期內可能造成“天河二號”升級計劃拖延，但長期來看“是倒逼中國推進超算國產化戰略的重要機遇”。

專家的話可謂一語中的。時隔一年，張云泉20日再次接受《環球時報》采訪時，他對國產處理器發展得這么快、并且奪得世界冠軍充滿感慨。他表示，美國的芯片禁運反而縮短了中國的研制周期，使我們搞出了完全自主的高性能處理器和完全自主可控的超級計算機，“西方的芯片禁運對中國可謂利大于弊”。

“現在美國必須反擊”

20日公布的超算最新榜單看來使美國感到了挑戰。榜單主要編撰人、美國田納西大學計算機科學家唐加拉對《華爾街日報》表示，擁有“神威·太湖之光”速度級別的美國系統“要到2018年才能運行”。唐加拉表示，“神威·太湖之光”系統由近4.1萬個芯片組成，每個芯片上有260個被稱為處理器核心的小型計算引擎，設計人員可以借此將1065萬個處理器核心裝入40個機柜。相比之下，美國指令周期最快的超級計算機上只有約56萬個處理器核心。“神威·太湖之光”不僅功能強大，而且非常節能。唐加拉還說，在2001年，中國還沒有任何一臺超級計算機上榜，到今日中國已超過美國，沒有其他國家有這樣快的增長速度，中國超級計算機數量不斷增加，已成為趨勢。

美國彭博新聞社20日稱，中國的這項成績是對美國全球技術主導的“威脅”，這是其努力打破對進口技術依賴的一項突破，這臺新機器意味著世界人口最多的國家“以后也會減少對美國國防技術和安全技術設施的依賴”。

“美國人從來沒有這么糟糕過，現在美國必須反擊。”德國《Heise》雜志網絡版20日說。“超級計算機也是美中軍備競賽一部分”，“德國之聲”去年8月曾報道說，奧巴馬總統打算讓美國建造一臺更快的超級計算機，其運算速度將比“天河二號”快30倍，從而幫助保持美國在科研領域的領先地位。而曾擔任奧巴馬總統網絡安全顧問的劉易斯表示，超級計算機能夠協助開發更好的武器、破譯密碼，因此也是“美中兩國間不斷升級的軍備競賽的一部分”。

美國“前沿”網站20日評論說，中國超級計算機成為世界最快機器，“凸顯了美國在這一被視為對科學和國防至關重要的技術領域的主導地位正在下降”。

“中國超級計算機大躍進”，德國新聞電視臺20日表示，中國從默默無聞的入榜者，一躍成為世界超級計算機“無可爭議的領先者”，用了不到10年時間。超級計算機一直是世界超級大國美國的一個高技術標簽。現在，美國在這一領域整體性落后于中國。未來，美國勢必希望重新奪回這一位置。

對此，張云泉表示，現在中國在芯片設計及體系架構方面并不比美國差，甚至有些地方還有些超前，但整個軟件的生態系統比較薄弱，需要用很長的時間將軟件的指令系統和應用環境建立起來，之后還要建立自己的用戶群，而這些都是非常費時費力的過程，也是決定一種處理器成敗的關鍵。

中國首次入圍“戈登貝爾”獎

“超級計算機‘中國制造’”，德國財經網20日稱，中國在全球超算500強榜單上首次整體性領先，是“中國制造”成功轉型的一個象征。167臺超級計算機入榜背后是中國強大的計算機技術集團軍。除了國家的研究中心，還有聯想、浪潮、中科曙光、華為等企業力量。中國的高技術戰略正在結出碩果。

超算發展是速度之爭，更是應用之爭。《華爾街日報》20日說，長期以來，超級計算機一直被各國政府用來破解密碼或發展核武器，也被用于民用領域，例如天氣預報、石油勘探以及設計汽車和藥物等產品。張云泉20日對《環球時報》記者介紹，超級計算機主要用來解決普通計算機不能解決的問題，它可以將運算時間大幅縮短、求解的問題規模更大、求解的精細度更高。比如精準的天氣預報，如果沒有超級計算機的強大運算能力，這是完全無法實現的，此外超算還在制藥、飛機設計、材料領域的各種研究，基因排序、精準醫療等很多與生活息息相關的領域進行應用。

有報道稱，國家超級計算無錫中心已經承接了國內30多個重大應用項目。其中，清華大學地球系統科學研究中心在“神威·太湖之光”計算機系統上首次實現了百萬核規模、高分辨率的地球系統數值模擬。清華大學研究人員薛巍對媒體說，“有了這套計算機系統，我們可以在30天內完成未來100年的地球氣候模擬，這在之前是不可想象的。”

據了解，被稱作超算應用領域諾貝爾獎的“戈登貝爾”獎，從1987年設立以來，中國團隊從未入圍過。今年，基于“神威·太湖之光”系統的3項全機應用已經入圍，占全部入圍數量一半。這三項應用分別為中科院軟件所與清華大學、北師大合作的“全球大氣非靜力云分辨模擬”；國家海洋局海洋一所與清華大學合作的“高分辨率海浪數值模擬”；中科院網絡中心的“鈦合金微結構演化相場模擬”。▲