從天河2號(hào)到神威·太湖之光，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)（HPC）已經(jīng)稱霸TOP500榜單三年了，美國(guó)最快的超算還是多年建造的“泰坦”，當(dāng)了三年多的TOP500老二。在下一代超算上，美國(guó)、中國(guó)以及歐洲、日本都啟動(dòng)了億億次（Exascale）超算研發(fā)，中國(guó)在E級(jí)超算上很可能繼續(xù)領(lǐng)先，預(yù)計(jì)2020年前就建成，美國(guó)的E級(jí)超算要在2022-2023年才能研發(fā)出來(lái)，只不過(guò)說(shuō)E級(jí)超算上說(shuō)中國(guó)領(lǐng)先還早，因?yàn)槊绹?guó)的目標(biāo)是研發(fā)出真實(shí)應(yīng)用中達(dá)到1百億億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)，計(jì)算效率以及能耗方面要比現(xiàn)在的超算有質(zhì)的變化。
中國(guó)在超算排行榜上七次奪冠，但美國(guó)下一代超算會(huì)有革命性變化
E級(jí)超算是Exascale，計(jì)算性能也就是1000PFlops，百億億次量級(jí)的，而目前TOP500排名第一的是太湖之光浮點(diǎn)性能最高12.5億億次，因此E級(jí)超算性能性能大約是當(dāng)前最強(qiáng)超算的10倍，大約是美國(guó)最強(qiáng)超算“泰坦”的50倍。
中國(guó)的超算這幾年進(jìn)步很快，不僅連續(xù)七次實(shí)現(xiàn)了TOP500奪冠，而且超算的核心處理器也在逐漸國(guó)產(chǎn)化，神威·太湖之光使用的就是中國(guó)研發(fā)的260核申威處理器。在E級(jí)超算上，中國(guó)也啟動(dòng)了至少三個(gè)項(xiàng)目——國(guó)防科大、中科曙光以及神威E級(jí)超算。
在下一代超算上，中國(guó)很可能在E級(jí)超算上再次領(lǐng)先，TOP500榜單聯(lián)合創(chuàng)始人、田納西大學(xué)教授Jack Dongarra表示“中國(guó)將在2020年前得到E級(jí)超算，美國(guó)的E級(jí)超算會(huì)在2022-2023年實(shí)現(xiàn)。”，雖然從公開(kāi)報(bào)道中我們知道中國(guó)所謂2020年實(shí)現(xiàn)E級(jí)計(jì)算也只是原型機(jī)而已，不過(guò)看起來(lái)在時(shí)間進(jìn)度上中國(guó)領(lǐng)先美國(guó)兩三年時(shí)間還是有可能的。
但是中國(guó)下一代超算真的能完全領(lǐng)先美國(guó)嗎？在實(shí)現(xiàn)處理器國(guó)產(chǎn)化之后，國(guó)內(nèi)E級(jí)超算肯定也會(huì)探索內(nèi)存系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)以及計(jì)算效率、能耗等方面的問(wèn)題，但美國(guó)的E級(jí)超算很可能實(shí)現(xiàn)一次質(zhì)變，EETimes在采訪美國(guó)研究人員時(shí)得知美國(guó)下一代超算不僅僅是性能提升，他們的重點(diǎn)是在真實(shí)環(huán)境應(yīng)用中E級(jí)計(jì)算，包括AMD、IBM、Intel、HP在內(nèi)的六家美國(guó)公司預(yù)計(jì)會(huì)在明年公布具體細(xì)節(jié)。
實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到E級(jí)性能意味著什么？要知道此前的HP超算雖然浮點(diǎn)性能驚人，但真實(shí)環(huán)境中受到各種因素制約，可用性能與理論性能相去甚遠(yuǎn)，以太湖之光為例，其理論性能為125.4PFLOPS，Linpack浮點(diǎn)性能93PFLOPS，HPL效率是74.16%，但在更具實(shí)戰(zhàn)意義的HPCG性能（高度共軛梯度基準(zhǔn)測(cè)試）中，太湖之光只有0.371PFLOPS，效率則只有0.3%，這比天河2號(hào)的1.1%還要低。
從這一點(diǎn)上來(lái)看，中國(guó)在HPC領(lǐng)域進(jìn)步有目共睹，但中國(guó)科研人員也應(yīng)該知道美國(guó)在HP領(lǐng)域依然有絕對(duì)的實(shí)力，這幾年沒(méi)有追求超算第一并不是技術(shù)不行，而是需求不足，而且他們是在憋大招，在探索超算效率、能耗方面的革命性提升，中國(guó)在這方面依然是追趕者，并不能掉以輕心。
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