超级计算机是个怎样的存在?全球排名怎么来的?我国发展情况如何

超级计算机是个怎样的存在?全球排名怎么来的?我国发展情况如何
2020年07月27日 14:17 梦想心视角

最近,全球超级计算机TOP500榜单再次发布。本次的榜单冠军,由日本的超级计算机——“富岳”(Fugaku)——夺得,认证算力超过51.3亿亿次每秒。而我国的神威.太湖之光和天河二号超级计算机分别排在第四、第五位,计算速度分别为9.46亿亿次每秒和9.3亿亿次每秒。

引言

最近,全球超级计算机TOP500榜单再次发布。榜单显示,前十名中由中国、美国、日本及部分欧洲国家占据,其中美国四席、中国两席、意大利两席、瑞士一席及日本一席。而本次的榜单冠军,由日本的超级计算机——“富岳”(Fugaku)——夺得。这也是世界上第一台ARM架构处理器驱动的TOP500高性能计算集群,认证算力超过51.3亿亿次每秒。

超级计算机

超级计算机(Super computer)(常被简称为超算)是指能够执行一般个人电脑无法处理的大量资料与高速运算的电脑,也被称为巨型机,多数形态都是计算集群,主要特点包含两个方面:极大的数据存储容量和极快速的数据处理速度。超级计算机是1929年《纽约世界报》中最先报道出的一个名词。世界上首台算得上真正的超级计算机,是在1976年由美国克雷公司推出的运算速度达每秒2.5亿次的超级计算机。在这方面的研制水平标志着一个国家的科学技术和工业发展的程度,体现着国家经济发展的实力。超级计算机在很多方面起着巨大的作用,比如目前越来越准确的天气预报,就要归功于超级计算机的运算能力。其他的,在诸如生命科学的基因分析、核能、军事、航天、医药、自然模拟等高科技领域,超级计算机都发挥着无可替代的作用。

国际排名

1993年,由美国与德国超级计算机专家联合编制,以超级计算机基准程序 Linpack(Linear system package线性系统软件包) 测试值为序进行排名,以便确定全球超级计算机500强。目前这个榜单由国际TOP500组织发布和维护,每年发布两次(一般在每年的六月和十一月),其目的是促进国际超级计算机领域的交流和合作,促进超级计算机的推广应用。从最新的超级计算机TOP500榜单分布可以看出,在这个领域的主要玩家就是中美日欧。而榜首位置也是你方唱罢我登场的局面。本次日本的“富岳”也是日本在时隔9年后的再次夺冠。2017年6月19日发布的全球超级计算机500强榜单中,我国的“神威.太湖之光”和“和天河二号”曾第三次携手夺得冠亚军。最新榜单上,虽然是近几年来第一次掉出前三强,但我国的超算总数仍然位居世界第一。

我国的发展情况

我国的超级计算机应用起步于上世纪八十年代。当时,我国不但不能制造核心芯片,甚至连超级计算机的架构,操作系统等都没有入门,这使得我国所拥有的第一台超级计算机刻满了屈辱。

这台超级计算机是从美国进口,由IBM公司制造,是为地质部门用来处理地质数据,寻找石油和矿产的。为了防止中国用它来进行军事领域的研究,美国对该台计算机的使用制定了苛刻的条件,要求安装在指定位置,美国人随时都可以去检查,中国人在上面运行什么程序都需要美国人的批准。根据最新超级计算机TOP500榜单显示,中国部署的超级计算机数量继续位列全球第一,TOP500超算中中国客户部署了226台,占总体份额超过45%;中国厂商联想、曙光、浪潮是全球前三的超算供应商,总交付312台,占TOP500份额超过62%。目前,虽然我国超算速度没有太大优势,但我国的超算总数是有优势的,这对未来的实体应用会产生很大的影响。

历届TOP500榜单中美上榜台数这是了不起的成绩。在二十年前,这个成绩是属于美国的。美国长期在TOP500榜单中占领将近一半的数量。在过去三十多年中,中国是一步一步才走到今天的。让我们看看过去二十多年TOP500榜单中,我国拥有的超级计算机台数变化。

当前,全球的超级计算机正在进入E级计算时代,百亿亿次的“E级超算”被公认为“超算界的下一顶皇冠”,核心技术研发成为关键。我国超算在自主可控、持续性能等方面实现了较大突破。目前,我国的E级计算规划布局已经展开,有望在超算领域再次领先世界。其中,“天河三号”是中国新一代百亿亿次超级计算机,已完成的原型机采用全自主创新,包括“飞腾”CPU、“天河”高速互联通信模块和“麒麟”操作系统等。目前已在大飞机、航天器、新型发动机、新型反应堆、电磁仿真、生物医药等诸多高端领域发挥作用。而完整版的“天河三号”预计将在今年年底或明年年初正式交付,在进度上比对手暂时领先。

就当前我国超算领域的发展情况来看,整个行业处于快速发展期,取得了较大的成绩,但也存在一定的不足。主要体现在以下三个方面:

商业应用:我国的超级计算机在应用水平方面与国外相比还有一定差距,企业用户的数量依然不高,需要加大超算的普及力度,寻找与企业需求的结合点,最大限度的服务于企业研发。人才储备:我国超级计机应用人才储备依然不足,需要进一步培养超算人才,提升自主研发能力,实现超算应用的不断创新。能耗方面:我国超级计算机能耗较高的问题依然存在,需要加大研发力度,实现创新突破。

结语

根据最新超级计算机TOP500榜单,基本可以得出结论,在超级计算机领域,现在是中美对决的时刻。在当下的2020年和未来两年,中美都将以E级(每秒运算百亿亿次)超级计算机作为奋斗的目标。美国已经计划在2021年和2022年投入使用三台E级超算。而中国也计划在未来两年内投入使用三台E级超算,全部使用国产CPU和数学运算加速芯片。而全球第一台E级超算,很有可能就是预计于今年进行交付的“天河三号”。让我们拭目以待吧!

财经自媒体联盟更多自媒体作者

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部