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（原標(biāo)題：美國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算為何登頂全球？外媒：中國(guó)E級(jí)超算已運(yùn)行一年多，不參加國(guó)際排名了）

導(dǎo)讀：亞洲技術(shù)信息項(xiàng)目（Asian Technology Information Program）主任大衛(wèi)·卡哈納最近發(fā)布的報(bào)告顯示，中國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算已經(jīng)運(yùn)行一年多，第二臺(tái)E級(jí)超算也已開(kāi)始運(yùn)行，但都沒(méi)有參與全球超算排名，也沒(méi)有正式亮相。

【文/觀察者網(wǎng) 呂棟】

當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月30日，國(guó)際超算組織“TOP500”發(fā)布的榜單顯示，美國(guó)最新推出的E級(jí)（每秒浮點(diǎn)運(yùn)算百億億次）超算“Frontier”成功登頂全球，連續(xù)兩年“霸榜”的日本超算“富岳”排名落到第二，芬蘭新部署的超算“LUMI”擠進(jìn)前三，成為歐洲超算領(lǐng)域的代表。

本次榜單中，以往連續(xù)多年登頂榜單的中國(guó)超算并沒(méi)有出現(xiàn)在前五名中。由于歐美新型超算的出現(xiàn)，上屆排名第四的“神威·太湖之光”這次被擠到第六，國(guó)家超算廣州中心的“天河二A”由上次的第七降到第九。從榜單數(shù)據(jù)來(lái)看，中國(guó)超算已明顯落后于美日歐的頂級(jí)超算。

然而有意思的是，就在本次榜單發(fā)布不久前，英媒《金融時(shí)報(bào)》曾以《美國(guó)急于在超算競(jìng)賽中趕上中國(guó)》為題發(fā)布報(bào)道稱，中國(guó)已在美國(guó)之前實(shí)現(xiàn)E級(jí)超算，首臺(tái)E級(jí)超算已經(jīng)運(yùn)行一年多，只是沒(méi)有參加排名，“中國(guó)企業(yè)現(xiàn)在更關(guān)注國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，而不是國(guó)際對(duì)手在做什么”。

美國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算“Frontier”

美國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算露面

全球超算500強(qiáng)榜單由“TOP500”編制，每半年發(fā)布一次。

2022年上半年的榜單顯示，排名第一的是美國(guó)能源部下屬橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）的超算“Frontier”。該超算基于最新的HPE Cray EX235a架構(gòu)，配備AMD EPYC（霄龍）64C 2GHz處理器，擁有約873萬(wàn)個(gè)內(nèi)核，并依靠千兆以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

根據(jù)Linpack基準(zhǔn)測(cè)試，“Frontier”峰值性能達(dá)到1.102 Exaflop/s（每秒110.2億億次）。

“TOP500”在新聞稿中評(píng)論稱，F(xiàn)rontier成功突破了1Exaflop的障礙。這使得該超算不僅成為有史以來(lái)最強(qiáng)大的超算，也是第一臺(tái)真正具有百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算能力的機(jī)器。

值得注意的是，F(xiàn)rontier在提供驚人算力的同時(shí)，能效也十分出色?！癟OP500”指出，F(xiàn)rontier的能效達(dá)到52.23 gigaflops/W，在“GREEN500”榜單上位居第二，僅次于美國(guó)的Frontier TDS系統(tǒng)，這體現(xiàn)出提高能源效率正在成為高性能計(jì)算設(shè)施的重中之重。

“TOP500”網(wǎng)站截圖

本次榜單排名第二的是日本超算“富岳”，它曾在之前四次排名中位列第一，擁有約763萬(wàn)個(gè)內(nèi)核，也是世界上第一臺(tái)基于ARM架構(gòu)處理器的超算。數(shù)據(jù)顯示，“富岳”的Linpack基準(zhǔn)測(cè)試峰值性能為442 PFlop/s（每秒44.2億億次），不到“Frontier”的一半。

在富岳被Frontier超越后，《日經(jīng)亞洲評(píng)論》5月30日?qǐng)?bào)道指出，日本面臨的問(wèn)題是如何制定“后富岳”時(shí)代的戰(zhàn)略，開(kāi)發(fā)大型超算需要近8億美元預(yù)算，而日本的公共財(cái)政狀況正不斷惡化。在全球超算競(jìng)賽中，日本正努力跟上領(lǐng)先者的步伐。

榜單第三名由芬蘭的新來(lái)者“LUMI”占據(jù)。該超算與Frontier一樣，使用的是AMD第三代EPYC處理器，擁有約111萬(wàn)個(gè)內(nèi)核。根據(jù)Linpack基準(zhǔn)測(cè)試，這臺(tái)隸屬于歐洲高性能計(jì)算聯(lián)合事業(yè)部的超算，性能為151.9 Pflop/s（每秒15.19億億次），略高于排名第四的美國(guó)超算“Summit”。

前十名中，還有一位來(lái)自法國(guó)的新來(lái)者“GENCI-CINES”。該超算Linpack基準(zhǔn)測(cè)試性能為46.1 Pflop/s（每秒4.61億億次），排名第十，同時(shí)是歐洲排名第二的超算，僅次于LUMI。

榜單四到九名，都是以往長(zhǎng)時(shí)間排名靠前的超算。

例如，第四、第五分別為美國(guó)超算“Summit”和“Sierra”，第六是中國(guó)超算“神威·太湖之光”，第七、第八是美國(guó)超算“Perlmutter”和“Selene”，第九是中國(guó)超算“天河二A”。

其中，“神威·太湖之光”部署在國(guó)家超算無(wú)錫中心，采用的是申威SW26010 260C處理器，擁有約1065萬(wàn)個(gè)核心，Linpack基準(zhǔn)測(cè)試峰值性能為93.01 PFlop/s（每秒9.30億億次），2016年部署以來(lái)曾連續(xù)四次登頂全球。

“天河二A”目前部署在國(guó)家超算廣州中心，采用的是英特爾Intel Xeon E5-2692v2 12C處理器（也是本次榜單前十名中唯一采用英特爾處理器的超算），擁有約498萬(wàn)個(gè)核心，Linpack基準(zhǔn)測(cè)試峰值性能為61.44 PFlop/s（每秒6.14億億次）。

在“神威·太湖之光”之前，“天河二號(hào)”曾連續(xù)六次位居全球超算榜單第一。

中國(guó)超算“神威·太湖之光”（資料圖）

超算是專門(mén)用來(lái)解決計(jì)算規(guī)模超級(jí)大、數(shù)據(jù)量超大、超復(fù)雜的科學(xué)、工程和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)，一直是大國(guó)爭(zhēng)奪的科技制高點(diǎn)，它可以被用于高度復(fù)雜系統(tǒng)的模擬，例如氣候模型和核爆炸影響的預(yù)測(cè)，還可以被用于汽車、材料、制藥等諸多行業(yè)。

英國(guó)專家甚至表示，在破解加密等機(jī)密領(lǐng)域的使用，也可能使超算成為國(guó)家安全方面的關(guān)鍵工具。

今年3月初，中山大學(xué)國(guó)家超算廣州中心主任盧宇彤在接受采訪時(shí)指出，中國(guó)超算之所以能在短短30年內(nèi)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，首先是巨大的需求推動(dòng)。進(jìn)入21世紀(jì)，無(wú)論是前沿科學(xué)研究、重大工程建設(shè)、還是產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，都對(duì)超級(jí)計(jì)算有著巨大的需求。更重要的是，中國(guó)超算研究團(tuán)隊(duì)在同等時(shí)間內(nèi)付出更多努力，取得更多技術(shù)創(chuàng)新。

然而，在“神威·太湖之光”等超算連續(xù)霸榜多年后，中國(guó)超算近兩年在“TOP500”榜單中表現(xiàn)并不顯眼。尤其是隨著美國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算的亮相，更顯得中國(guó)超算已經(jīng)“掉隊(duì)”。但這是否真的意味著中國(guó)這個(gè)超算大國(guó)已在全球競(jìng)爭(zhēng)中落后？

外媒稱中國(guó)E級(jí)超算沒(méi)有參加排名

美國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算亮相，其實(shí)早已在業(yè)內(nèi)預(yù)料之中。

5月18日，英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》就曾發(fā)布報(bào)道稱，美國(guó)正在組裝測(cè)試E級(jí)超算，意味著該國(guó)即將進(jìn)入超算新時(shí)代，計(jì)算性能實(shí)現(xiàn)十年一次的飛躍，這將對(duì)氣候變化研究和核武器試驗(yàn)等多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

但該報(bào)道話鋒一轉(zhuǎn)又表示，通常由這些突破引發(fā)的全國(guó)性“自豪”可能會(huì)被壓制，因?yàn)橹袊?guó)已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了E級(jí)超算，并且在建設(shè)新一代超算的道路上走的很好，目前處在領(lǐng)先地位。

英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道截圖

亞洲技術(shù)信息項(xiàng)目（Asian Technology Information Program）主任大衛(wèi)·卡哈納最近發(fā)布的報(bào)告顯示，中國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算已經(jīng)運(yùn)行一年多，第二臺(tái)E級(jí)超算也已開(kāi)始運(yùn)行，但都沒(méi)有參與全球超算排名，也沒(méi)有正式亮相。英媒稱，該項(xiàng)目的研究被廣泛認(rèn)為是最權(quán)威的。

實(shí)際上在半年前“TOP500”上一次榜單發(fā)布時(shí)，美國(guó)科技媒體“The Next Platform”就曾發(fā)文稱，中國(guó)正在運(yùn)行兩臺(tái)E級(jí)超算，分別是“神威·海洋之光”（Sunway Oceanlite）和天河三號(hào)（Tianhe-3）。

根據(jù)該報(bào)道，“神威·海洋之光”是“神威·太湖之光”的繼承者，采用擁有4200萬(wàn)內(nèi)核的處理器。在Linpack基準(zhǔn)測(cè)試中，其峰值性能達(dá)到每秒1.3百億億次。如果這一數(shù)據(jù)屬實(shí)，“神威·海洋之光”的峰值性能，要高于本次榜單第一的美國(guó)超算“Frontier”。

中國(guó)其實(shí)早就在E級(jí)超算領(lǐng)域展開(kāi)布局。2020年1月，國(guó)內(nèi)就有官方媒體報(bào)道稱，神威E級(jí)原型機(jī)、“天河三號(hào)”E級(jí)原型機(jī)和曙光E級(jí)原型機(jī)等三個(gè)不同技術(shù)路線的原型機(jī)系統(tǒng)已全部完成交付。

美國(guó)超級(jí)計(jì)算專家杰克·唐加拉（Jack Dongarra）表示，中國(guó)的超級(jí)計(jì)算項(xiàng)目可以追溯到20多年前，它的發(fā)展導(dǎo)致該領(lǐng)域出現(xiàn)一種“令人震驚的局面”，中國(guó)現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)著世界，“我認(rèn)為，他們能夠在很短的時(shí)間內(nèi)建立一個(gè)基于他們自己技術(shù)的系統(tǒng)，這令人印象深刻”。

在本次“TOP500”榜單中，中國(guó)共上榜173臺(tái)超算，占據(jù)榜單總數(shù)的34.6%，與上期持平，是上榜超算數(shù)量最多的國(guó)家。而美國(guó)從上期的149臺(tái)上榜超算降到本期的127臺(tái)，占比為25.4%。換句話說(shuō)，中美兩國(guó)的超算占據(jù)了“TOP500”的60%，排在第三的日本占比為6.8%。

全球500強(qiáng)超算國(guó)家和地區(qū)分布

觀察者網(wǎng)注意到，如果以供應(yīng)商來(lái)排名，中國(guó)企業(yè)同樣占據(jù)著主要地位。在本次“TOP500”供應(yīng)商榜單中，聯(lián)想以提供160臺(tái)超算排名第一，浪潮提供了50臺(tái)超算，曙光提供了36臺(tái)超算，華為提供了7臺(tái)超算。這四家企業(yè)提供的超算占據(jù)了全球超算500強(qiáng)榜單的51%。

“TOP500”超算供應(yīng)商份額

在全球超算競(jìng)爭(zhēng)中，美國(guó)曾不斷以政治手段對(duì)中國(guó)超算發(fā)展加以阻撓。2019年，美國(guó)曾對(duì)中國(guó)5家與超算相關(guān)的實(shí)體進(jìn)行出口管制，一年后又將7家中國(guó)相關(guān)實(shí)體列入“實(shí)體清單”?！督鹑跁r(shí)報(bào)》稱，美國(guó)第二波制裁是在中國(guó)首臺(tái)E級(jí)超算開(kāi)始運(yùn)行后的一個(gè)月內(nèi)實(shí)施的。

亞洲技術(shù)信息項(xiàng)目主任卡哈納稱，雖然美國(guó)正在開(kāi)發(fā)三臺(tái)E級(jí)超算，但中國(guó)的計(jì)劃更多。他在一份研究中稱，中國(guó)企業(yè)現(xiàn)在更關(guān)注國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)，而不是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的所作所為?？ü{甚至建議，隨著全球競(jìng)爭(zhēng)加劇，美國(guó)應(yīng)該考慮放松對(duì)華制裁以“深入了解”中國(guó)超算的發(fā)展。

但需要指出的是，盡管外媒宣稱中國(guó)超算技術(shù)領(lǐng)先世界，但如果以每臺(tái)超算的平均算力來(lái)看的話，中國(guó)超算的整體實(shí)力似乎仍遜于日美。

根據(jù)本次“TOP500”榜單，中國(guó)以173臺(tái)超算實(shí)現(xiàn)了5.3億GFlops的實(shí)測(cè)性能（Rmax），而美國(guó)以127臺(tái)超算實(shí)現(xiàn)了20.8億GFlops的實(shí)測(cè)性能，日本更是僅憑34臺(tái)超算就實(shí)現(xiàn)了6.3億GFlops的實(shí)測(cè)性能。在供應(yīng)商方面，聯(lián)想以160臺(tái)超算提供了4.47億GFlops的實(shí)測(cè)性能，而美國(guó)慧與科技（HPE）以96臺(tái)超算提供了19.29億GFlops的實(shí)測(cè)性能。

“TOP500”超算供應(yīng)商提供的算力份額

當(dāng)然，這其中可能存在如外媒所說(shuō)的中國(guó)E級(jí)超算沒(méi)有參加排名的影響。

今年3月，中山大學(xué)國(guó)家超算廣州中心主任盧宇彤在接受中新社采訪時(shí)評(píng)論稱，目前美國(guó)仍是超算領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)家，日本超算系統(tǒng)研制和應(yīng)用的水平比較高而且有特色，歐洲雖然在超算系統(tǒng)研制方面投入比較少，但他們的超算應(yīng)用能力比較強(qiáng)。中國(guó)近年來(lái)超算系統(tǒng)和應(yīng)用都取得了快速的發(fā)展，進(jìn)入世界領(lǐng)先行列，世界超算領(lǐng)域各國(guó)交替領(lǐng)先的態(tài)勢(shì)仍將持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。

她同時(shí)透露，基于自主技術(shù)的新一代E級(jí)計(jì)算系統(tǒng)研制方面，中國(guó)的進(jìn)展比較順利。中國(guó)將運(yùn)用E級(jí)超算，支撐超高分辨率氣候氣象預(yù)報(bào)、大規(guī)模航空航天數(shù)值風(fēng)洞、地震地質(zhì)研究和油氣能源勘探、生命科學(xué)與基因工程等一系列超大規(guī)模計(jì)算與模擬。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，超算仍將是唯一的高端計(jì)算平臺(tái)，也是世界各國(guó)激烈競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)領(lǐng)域。

附：2022年5月“TOP500”超算榜單前十名

全球500強(qiáng)超算國(guó)家分布：

全球500強(qiáng)超算供應(yīng)商：