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天河二号,计划师解读三年夜困惑

来源:http://www.0-guan.com 作者:奥门新萄京娱乐场 时间:2020-03-17 14:41

奥门新萄京娱乐场 ,6月17日,国际TOP500组织公布最新全球超级计算机500强排行榜榜单,中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,成为全球最快的超级计算机。时隔两年半后,中国超级计算机运算速度重返世界之巅。“‘天河一号’排名世界第一的时候,我很欣喜,而这一次的心情完全不同。‘金榜题名’固然是好事,但兴奋之余我们感到更多责任,需要对未来发展进行更深入的思考。”“天河二号”计算机系统研制工程副总指挥李楠接受本报记者专访,对外界最为关心的元器件国产化、国际合作前景等问题进行了解读。为何构件未能100%国产化?“天河二号”的计算阵列由国际商用CPU构建,服务阵列由中国自主研制的“飞腾1500”CPU构建。国产CPU占全部CPU的1/8。这台机器性能之所以卓越,就是因为把国际上最好的CPU“攒”在一起了吗?离开了国际商用CPU,国产产品还能实现同样的性能吗?李楠坦陈,“天河”团队自主研制的CPU与国际上最好的CPU尚有差距,但完全能够实现同样的系统性能。出于软件兼容性的需要,这台机器目前还无法完全使用国产CPU。李楠说,超级计算机有5个核心要素:体系结构、互联技术、操作系统、CPU和应用软件,缺一不可。“天河二号”独创的异构多态体系结构很可能再次引领国际潮流,自主研发的高速互联性能是国际商用产品的两倍,国产“麒麟”操作系统具有很高的安全性。因此,前三个要素我们都解决得很好,但后两个要素是短板。“‘飞腾1500’性能比用于‘天河一号’的‘飞腾1000’性能提高了18倍,与国际商用CPU的差距在缩小。可以说,这款国产CPU与国际商用CPU已经属于同一代产品了。”李楠说:“但是,CPU和软件像是一对‘难兄难弟’,互相牵制。目前我国大多数大型应用软件都是从国外引进的,只能在国际商用CPU上运行。如果全部使用国产CPU,打造出来的将是一个专用型机器,只能用于天气预报等我国拥有自主知识产权应用软件的行业。然而,即将安装到广州超级计算中心的‘天河二号’将面向各领域用户,为了保证广泛的适用性,我们目前还只能用国际商用和国产的CPU共同构建系统。”为什么中国重视“超算”?起步晚、整体实力无法与西方发达国家并肩的中国超级计算机两年半后再次刷新世界纪录,证明了国家发展战略的持续性。中国近年来如此重视超算发展,就是为了拿第一吗?“拿第一是个鼓舞人心的事,但它不是目的。名次来自第三方评价,只是我们发展超算的副产品。”李楠说,“满足建设创新型国家的需要,才是我国加速超级计算机发展的根本原因。”李楠说,好奇心是人的本能。在漫长的科技发展进程中,实验和理论成为探索世界的两种基本方式。从上个世纪40年代起,电子计算机的诞生又为人类提供了科学发现的第三种手段——计算。科学计算的能力异常强大。“哈勃望远镜看不到亿万年前的太空,计算机能算出来。实验无法预知未来气候,计算机能算出来。海啸来袭速度极快,但美国科学家最近在超级计算机上发现了海啸和地震声波的关系,可以通过探测声波提前预警。”李楠说,这些关系人类未来生存和发展的大科学问题,是超算发展的根本驱动力。当然,是否把发展超算纳入国家战略,取决于一国的发展状态、技术和人才实力以及经济基础。作为近年来国家实力大大增强的世界第二大经济体,在建设创新型国家的巨大驱动下,中国迎来了一个需要大力发展超级计算机的时代。“我们不是为了拿第一,我们是在努力实现中国超算梦。”李楠说,“它是中国梦交响曲中的一个音符”。竞争结果是零和还是多赢?2010年11月,“天河一号”为中国摘得首枚超算“金牌”后不到8个月,日本的“京”超级计算机夺冠。此后,美国研制的“红杉”、“泰坦”先后问鼎世界最快计算机,“天河一号”排名一度滑落至第8位。竞争激烈的TOP500排行榜,显示了一个国家信息领域的科技创新能力和综合实力,也牵动着各国高性能计算发展战略。竞争带来的是零和,还是多赢?李楠毫不犹豫选择后者:“我从TOP500中看到的是合作机遇。”“今天,全世界的科学家都还不知道怎样造出一台百亿亿次机器。”李楠说,将来的超级计算机技术越来越复杂,编程、能耗等众多问题非一国科学家能够解决,所需资金也会是一个庞大的数字。更重要的是,气候、能源、生命科学、宇宙科学等关系人类未来命运的全球性问题,离不开全球性的解决方案,离不开全球科学家协同创新。在为600多家国内用户提供计算能力的同时,国家超级计算天津中心还与欧盟相关研究机构联合开展了基于“天河一号”核心技术的并行计算技术研究。李楠认为,未来超算发展应该走哈勃望远镜和欧洲粒子加速器的国际合作道路,建立国际性的超算中心作为共同应对挑战的平台。“竞争不是零和,而是互利互惠、共同进步。”李楠说,这些年来,世界超级计算机的性能每14个月增加一倍,比摩尔定律预言的更快,而中国拥有超级计算机的数量在短短十几年里从零跃居世界第二,都是在竞争中加速发展的结果。“集中全球智慧发展高性能计算是人类长远发展的需要,也是我们中国计算机科学家的愿望。我相信这一天不会太远。”李楠说。

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工作人员查看“天河二号”系统运行情况

运算速度每秒8.59千万亿次

核心提示:中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,成为全球最快的超级计算机。

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作为我国当前主频最高的新一代高性能通用CPU——“飞腾-1500”构成了“天河二号”的服务阵列,约占全部CPU的八分之一。“天河二号”工程新闻发言人李楠坦陈,国产CPU与国际上最好的CPU尚有差距,同时出于软件兼容性的需要,这台机器目前还无法完全使用国产CPU。

入围数量美国居首位

运算速度每秒33.86千万亿次

运算速度每秒10.51千万亿次

美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的“红杉”

目前,美国拥有全球500强超级计算机的一半还要多,显示出明显的优势。中国大陆共有65个超级计算机进入500强榜单,比去年11月榜单的72个略有下降,但仍位居第二。日本以30个位列第三。英国、法国和德国分别以29个、23个和19个位列第四至第六位。

运算速度每秒17.59千万亿次

国防科技大学研制的天河二号超级计算机系统。新华社发

日本理化研究所的“京”

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中国科学院超级计算中心主任迟学斌的统计表明,最近10年,美国超级计算机性能提升了500倍,中国超级计算机性能则提升了5000倍。

相比之下,美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”从上次第一名降至本次第二名,其运算速度为17.59千万亿次。专家们表示,由于“天河二号”的速度比第二名快近一倍,中国有可能保持桂冠至少一年时间。今后,全球最快超级计算机的位置将可能出现由中美日三国计算机交替把持的局面。

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