中美竞争日烈 中国超算遭质疑背后有何玄机

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2017-11-15 02:30:52

中国超级计算机“神威•太湖之光”和“天河二号”再次在新一期全球超算500强榜单中领跑,连续第四次分列冠亚军,且中国超算上榜总数再度反超美国夺冠。

1983年中国研制出第一台超级计算机“银河一号”,成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。如果说十年前中国在超算领域还算默默无闻之辈,近年来中国在该领域的迅速发展,已让外界惊呼中国超算崛起的速度超出了所有人的想象。

安装在中国国家超级计算江苏无锡中心的“神威•太湖之光”超级计算机(图源:VCG)

中国超算崛起速度惊人

11月13日发布的榜单中,领跑的“神威•太湖之光”和“天河二号”,其浮点运算速度分别为每秒9.3亿亿次和每秒3.39亿亿次。此次中国超算上榜总数达到历史最高的 202 台,相比上一次的榜单增加了 43 台,与此同时美国则降至 144 台。

全球超算500强榜单每半年发布一次,美国“泰坦”继半年前被瑞士“代恩特峰”赶超而落到第四名后,此次又被日本的“晓光”超过,位列第五名。如此算来,迄今美国已连续第二次未有超算进入榜单前三名。

MIT 科技评论针对中国在超算领域的强势崛起,发表文章称,除了霸占冠亚军之外,中国在计算资源总量上也排名第一,占到榜单上超级计算机计算能力总和的 35.4%,高于美国的 29.6%。 这份新榜单揭示了超级计算机领域重磅选手美国的衰落。 事实上,这是 25 年以来美国取得的最差成绩。

2016年 11 月,基于“神威•太湖之光”,中国科研团队完成的“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”应用项目获得当年超级计算机应用领域最高奖——戈登•贝尔奖(ACM Gordon Bell Prize),打造了中国高性能计算发展史上的里程碑。

戈登•贝尔奖是一项超级计算机应用软件设计奖,由美国计算机协会设立于 1987 年,通常会由当年在前500排行名列前茅的超算系统之上所跑的的应用软件获得。该奖项从设立后30年来多由美国和日本软件获得此奖,美国“泰坦”超级电脑、日本“京”超级电脑上的应用软件都曾获此殊荣。

此前从未有中国团队入围戈登•贝尔奖的局面在2016年被打破,当年入围的 6 项应用中有 3 项来自中国。今年 10 月 24 日,又有两篇来自中国,基于“神威•太湖之光”的论文入围“戈登贝尔奖”终选名单,占总数(3篇)的 2/3。

是高分低能还是门户之见?

对于中国超算四连冠的佳绩,亦有媒体提出了质颖,并援引了IEEE 高级编辑 David Schneider的看法,认为现在的 LINPACK 排名标准存在问题,并不能反映真实情况。“神威•太湖之光”不过是一台高分低能,或者只能用来跑分的机器罢了。

中国超级计算机局部细节展示(图源:AFP)

文章称如果按照 HPCG(High Performance Conjugate Gradients) 标准,“神威•太湖之光”仅能排名第五,日本富士通的“K Computer”则能窜升排行榜首位。

当下,评价超级计算机的主要有TOP500、Graph500、Green500等排行榜,各有侧重点。TOP500强调Linpack,Graph500强调内存带宽和延迟,Green500强调节能环保。从公开资料来看,在多个排行榜测试中,“神威•太湖之光”的表现都比较好,其中TOP500名列第一,Graph500名列第二,Green500名列第三。

业界人士称,Linpack指的是矩阵求解,辐射流体力学、核爆炸模拟、雷达截面的矩量法计算、深度学习算法等诸多科学计算模型都包含了矩阵求解,这也是大名鼎鼎的TOP500为何会以Linpack为标准进行排名。

而HPCG是美国正在推的一个新测试标准,目前尚未被业界广泛接受。它比较重视计算性能和通信的平衡的特性,直接导致HPCG测试结果更有利于“万精油”超算,“哪怕这台超算在计算性能和通信上都比较一般”。

日本超算是这方面的典型代表,“神威•太湖之光”则可以归为计算性能和通信都很强,只不过计算性能强过通信很多,这也就造成了计算和通信的不平衡,HPCG测试成绩一般。前文所提到的“神威•太湖之光”仅仅只能排名第五,日本富士通的“K Computer”排名第一即是此结果的反映。

当下,美国已意识到在超级计算机方面已落伍,美政府为此向能源部的百亿亿级计算项目拨款 2.58 亿美元。美能源部正支持建造两台新的超算“Summit”和“Sierra”,其中“Summit”计算性能是“神威•太湖之光”的约两倍,预计明年投入使用。美国方面希望到 2021 年能打造出一个每秒计算万亿次的系统, 其速度约为目前太湖之光的 10 倍。

但是中国在超算领域进步的步伐也不会停止,据称中国方面预计最快将会在 2020 年左右达到同样的成绩。显然,中美两国在超算领域的竞争将日益进入白热化阶段。

撰写:刘言

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