中國超級計算機再次一舉奪冠,為何美國專家不屑一顧
6月20日,在德國法蘭克福舉行的國際超算大會發布了超級計算機TOP500榜單,中國「神威太湖之光」計算機系統首次亮相,就憑藉峰值性能高達12.54億億次/秒的計算速度(持續計算能力高達9.3億億次)一舉奪冠,這也是全球第一台運行速度超過10億億次/秒的超級計算機。
在此之前,中國的天河-2號計算機曾經創下了超級計算機TOP500榜單六連冠的成績,這次卻只能卻居第二了。而且令很多國內外超算領域專家關注的是,中國天河-2號計算機雖然六連冠,但是卻是採用的美國的至強CPU。而這次中國的「神威太湖之光」計算機卻完全採用了中國國產的申威-26010 (SW26010)CPU。這等於宣布美國為了遏制中國的超算能力禁運高性能CPU的措施已經完全破產。
這次「神威太湖之光」計算機再次奪冠,見證中國超級計算機在硬體上已經全面超越美國,這主要便現在三方面,首先是計算速度,中國「神威太湖之光」的持續計算能力高達9.3億億次,是第三名美國橡樹嶺國家實驗室TITAN計算機的大約5倍多。其次是能耗比。神威太湖之光功耗比達到每瓦特6.5億次運算,而美國的泰坦只有每瓦特2億次運算,中國計算機的功耗比是美國的三倍,但美國的不是最慘的,日本的K計算機每瓦特還不到1億次運算。「神威太湖之光」之所以有這樣的成就是因為應用了低功耗、高集成度的處理器設計,世界領先的高效水冷技術以及軟硬體協同、智能化的功耗控制方法。第三是「神威太湖之光」全部採用自主中國芯:「申威26010」眾核處理器。「申威26010」有260個核心,其單晶元的計算能力相當於3台2000年全球排名第一的超級計算機,當前性能指標達到國際領先水平。這種晶元的自主化等於說中國完全沒有了限制超算研製的任何瓶頸。
超級計算機在軍事上的意義十分顯著。首先是在核武器的設計研發上,這幾乎是巨型機、超級計算機誕生的第一原動力。甚至世界上第一台計算機的研發,就是為了研製核武器。其次就是飛機、航天裝備、高超聲速武器的設計研發。以作戰飛機為例,超級計算機主要在高速機翼設計、發動機/機體一體化設計、翼身整流設計、垂尾和後機身設計、機頭和駕駛室設計、雷諾數影響分析、風洞數據確認、機載武器投放模擬、雷達散射截面(RCS)計算等方面。例如國內已經開始使用「神威藍光」超級計算機來計算「梟龍」戰鬥機的RCS數值。可以想見,中國的20系列航空裝備,包括殲-20、運-20大型運輸機,也應用了中國最新的超級計算機技術。
國內已經開始使用「神威藍光」超級計算機來計算「梟龍」戰鬥機的RCS數值。可以想見,中國的20系列航空裝備,包括殲-20、運-20大型運輸機,也應用了中國最新的超級計算機技術。
那麼現在中國超級計算機在硬體上超越美國,是不是意味著中國就佔據優勢呢?並不是這樣。中國超級計算機在硬體上的突破並不能掩蓋我們在軟體應用上的巨大差距,美國方面有專家甚至認為,中國超級計算機發展不值一提,因為中國空有硬體製造能力,卻在並行應用開發團隊、軟體優化團隊上差得很遠,更沒有獲得被譽為超算領域諾貝爾獎的「戈登貝爾獎」。而這才是標誌一個國家超級計算機產業由大變強的重要標誌,而這一獎項基本上由美日兩國科學家所把持。特別是日本,在這方面可謂獨樹一幟,從很大程度上彌補了超算硬體設計上的問題。據中國專家分析,中國在超級計算機軟體系統設計和應用軟體的研製及推廣方面與美日兩國差距則在十年以上。
而從軍事上來看,中國超級計算機重硬體、輕軟體,重製造、輕應用的問題已經給中國武器裝備的研髮帶來一定的挑戰。當然核武器的研發可以利用超級計算機,但是早在幾十年前,各個核大國都判斷核武器的研發早已經接近極限,很難有進步。因此超級計算機更多的還是在常規武器方面。但是在相關領域的軟體開發商,中國差得比較遠。
中國超級計算機的硬體已經趕上來了,需要中國的軟體設計人員能夠群策群力,實現在超級計算機領域應用開發、軟體優化上的創新
例如在飛行器設計的工業級的應用軟體方面,中國發展非常緩慢,高性能計算軟體基本被國外壟斷,如流體分析的CFX、FLUENT、 CFD++,電磁分析的FEKO等。等於說你有一台價值五萬元的電腦,卻只能玩掃雷遊戲沒有大型網遊,只能用畫圖軟體而沒有photoshop來摳圖。由於缺乏國內軟體的競爭,國外該類軟體的售價非常昂貴,購置一套滿足工作需求的國外商業軟體,花費將達數百萬美元。這極大限制了高性能計算在國內工業部門的應用,等於說中國空有大量超級計算機而無用武之地。
現在中國超級計算機的硬體已經趕上來了,需要中國的軟體設計人員能夠群策群力,實現在超級計算機領域應用開發、軟體優化上的創新,真正讓中國的武器裝備研發插上超級計算機的翅膀一飛衝天。
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