日企超算再登頂？

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這次，日本超算贏了！

2010年之前，超算領(lǐng)域呈現(xiàn)美日競爭格局，之后則是中美競爭。在TOP500超算榜單上（每年更新2次），中國超算226套，份額45%；美國113套，份額22.8%；其余份額由日、法、德等國瓜分。

然而，在今年6月底的榜單上，富士通和日本理化學(xué)研究所聯(lián)合開發(fā)的“富岳”，奪得冠軍，其浮點運算力是前冠軍、美國“頂峰”的2.8倍。而且，在模擬運算方法、AI學(xué)習(xí)性能、大數(shù)據(jù)處理等4個性能單元名列第一。

日本超算回來了

繼2011年拿到冠軍的“京”之后，“富岳”時隔9年再次登頂，喻示了日本并未在超算競爭中出局。巧合的是，在研發(fā)階段，“富岳”工程機(jī)一直是作為“京”的升級版開發(fā)的。

作為老牌超算強(qiáng)國，日本超算在算力功耗比上向來享有獨特優(yōu)勢。架構(gòu)上，“富岳”和中國的太湖之光都采用了“同構(gòu)”模式（純CPU），有別于美國超算普遍采用的CPU+GPU的異構(gòu)計算。中日兩國不約而同地避免使用英特爾和英偉達(dá)的芯片，以規(guī)避美國的技術(shù)鉗制。“富岳”率先使用ARM指令集芯片，恐怕也有同樣的考慮。

有評論認(rèn)為，“富岳”崛起，而且顯示了獨特的技術(shù)優(yōu)勢，標(biāo)志著算力競爭重新回到中美日競爭格局。

不過，超算研發(fā)周期長達(dá)5-6年。目前中、美、歐都在下大力氣研發(fā)新架構(gòu)E級超算，目前是新一輪競爭高潮的“間歇期”。“富岳”的領(lǐng)先地位，可能不像日本媒體認(rèn)為的“長期存在”。

日本超算另一個特點是算力集中。如果按照TOP500的算力份額來看，富士通僅靠著13套超算，就實現(xiàn)了21.7%的算力。

豐田使用英偉達(dá)超算

超算一直是國力象征，各國都采取國家研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和企業(yè)聯(lián)合的方式，日本也不例外。到了單純的企業(yè)運營層面，對技術(shù)規(guī)避考慮就少得多。和“富岳”回避使用英偉達(dá)芯片不同，豐田在超算服務(wù)器上，正在與英偉達(dá)進(jìn)行密切合作。

英偉達(dá)一方面給大型超算提供GPU，另一方面則擅長搭建“積木式”中小型超算，追求的是低功耗下的算力累積。英偉達(dá)一直夢想作為云端算力和車機(jī)算力平臺的提供者，在自動駕駛領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)算力制霸目標(biāo)。

看上去，豐田與英偉達(dá)的合作，有助于實現(xiàn)后者的目標(biāo)。豐田的愿景則是最終部署完全自動駕駛汽車，英偉達(dá)能夠幫助豐田實現(xiàn)愿景嗎？

目前，雖然自動駕駛技術(shù)正在步入低潮，但車企核心競爭力，正在從規(guī)模生產(chǎn)和供應(yīng)鏈管理，轉(zhuǎn)變?yōu)檐嚈C(jī)算力和云端算力。趨勢不會改變，只是路徑尚未明確。

去年豐田正式成為英偉達(dá)超算的第一個客戶。豐田的雙軌研究機(jī)構(gòu)——TRI（豐田北美研究院）和TRI-AD（豐田日本研究院），都使用了英偉達(dá)超算服務(wù)器，部署自己的“Guardian”（守護(hù)者系統(tǒng)）。目前，這套系統(tǒng)仍處于后臺“影子運行”中，在車主授權(quán)下，“守護(hù)者”會觀察司機(jī)的操作，積累數(shù)據(jù)，并對復(fù)雜甚至極端的場景做出虛擬決策，但不參與實際駕駛。

豐田強(qiáng)調(diào)，高度自動駕駛軟件并非依賴人類編寫程序，而是靠數(shù)據(jù)驅(qū)動。也就是在英偉達(dá)平臺上，以算力為依托，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練AI。而豐田的優(yōu)勢則是在全球巨大的產(chǎn)品存量，這意味著TRI幾乎擁有無限量數(shù)據(jù)資源，去“填喂”AI，使其勝任復(fù)雜駕駛。

在本地（車機(jī)），英偉達(dá)低功耗算力負(fù)責(zé)處理來自車輛傳感器數(shù)據(jù)，而部署于云端的“守護(hù)者系統(tǒng)”則幫助車機(jī)了解其所處的環(huán)境，預(yù)測潛在風(fēng)險。眾所周知，豐田發(fā)誓最終實現(xiàn)零死亡數(shù)字的自動駕駛愿景，他們正處于仿真工具測試和路測結(jié)合的階段。

以“富岳”為代表的大型超算，發(fā)展到當(dāng)前水準(zhǔn)，讓日企看到AI訓(xùn)練突破的契機(jī)。

超大算力能否破解AI訓(xùn)練瓶頸

此前，AI在圍棋領(lǐng)域擊敗最強(qiáng)的人類棋手，讓人們認(rèn)為AI完成高等級自動駕駛指日可待，但事實恰恰相反。AI最大的短板，在于缺乏常識。在人類駕駛員直覺就可以判斷的時候，AI目前笨得驚人。

圍棋對AI來說，任務(wù)邊界清晰，而自動駕駛則經(jīng)常碰到意外的場景輸入條件，后者經(jīng)常讓AI無所適從。

這是眾多高等級自動駕駛項目遲遲未能落地的原因。雖說數(shù)據(jù)是新的石油，但數(shù)字石油的冶煉術(shù)還很原始。短期內(nèi)該局面不會改變，但算力空前強(qiáng)大的超算，可能另辟蹊徑，就是用暴力運算窮盡所有“邊緣場景”。理論上，影響駕駛安全的邊緣條件可以是無數(shù)個，再強(qiáng)的超算也無能為力。但放在具體的街道、有限天氣和光照條件、有限交通參與者的情況下，超算可能實現(xiàn)“窮舉”。

譬如在一個電子圍欄范圍內(nèi)，實現(xiàn)場景窮舉，就意味著該范圍內(nèi)實現(xiàn)高等級自動駕駛。這意味著后臺系統(tǒng)必須部署于功耗巨大、運算能力空前強(qiáng)大的超算，而非英偉達(dá)追求的算力功耗比。

“富岳”的誕生，為豐田這樣的企業(yè)提前部署實用型云端算力，提供了可能性。同時，英偉達(dá)兩端（云端、車機(jī)端）制霸的雄心，可能會被削弱。