近日，在德國(guó)法蘭克福舉行的第34屆國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，最新的全球高性能計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單(以下簡(jiǎn)稱500強(qiáng)榜單)公布。美國(guó)的兩臺(tái)全球高性能計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”(Summit)和“山脊”(Sierra)排在前兩位。來(lái)自中國(guó)的神威·太湖之光和天河二號(hào)名列第三和第四名。
消息甫出，便成為焦點(diǎn)新聞。隨即也有另一種觀點(diǎn)出現(xiàn)，對(duì)于一般人而言，這個(gè)500強(qiáng)榜單，重要嗎?
比拼速度為的是什么
會(huì)提出這個(gè)問(wèn)題的，可能多半是非計(jì)算機(jī)專業(yè)人士。
如果從宣傳角度來(lái)看，新華社、光明日?qǐng)?bào)等眾多主流媒體都對(duì)500強(qiáng)榜單做了報(bào)道，這從一個(gè)側(cè)面可以看出，榜單還是比較重要的。
多數(shù)媒體在報(bào)道500強(qiáng)榜單時(shí)，都強(qiáng)調(diào)了浮點(diǎn)的運(yùn)算速度，其實(shí)這一概念顯示的是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。比如，位列榜單第一名的“頂點(diǎn)”，其浮點(diǎn)運(yùn)算速度就達(dá)到了每秒14.86億億次。因其運(yùn)算速度極快，高性能計(jì)算機(jī)也被稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)或超算。
計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度快，這一點(diǎn)意義重大。國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心主任盧宇彤告訴科技日?qǐng)?bào)記者，如果想讓天氣預(yù)報(bào)可預(yù)測(cè)的時(shí)間多一天，那么對(duì)參與數(shù)據(jù)計(jì)算的計(jì)算機(jī)的性能要求就得提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，大約10倍。
就是為了快這24小時(shí)，數(shù)據(jù)的計(jì)算量增加了數(shù)倍，如果計(jì)算機(jī)不夠快，可能等機(jī)器算出結(jié)果后，48小時(shí)都過(guò)去了，也就失去了預(yù)報(bào)的意義。
許多科學(xué)家都希望，能早點(diǎn)用上超算。
幾年前，記者曾在中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所，參加過(guò)幾次地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置立項(xiàng)研討會(huì)。與會(huì)專家們想用超算來(lái)研究地球系統(tǒng)的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈之間的相互聯(lián)系。其中涉及每個(gè)圈層的觀測(cè)、研究數(shù)據(jù)量都是極大的，單獨(dú)完成一個(gè)圈層的數(shù)據(jù)研究，可能就得使用一個(gè)超算。而要把這5個(gè)圈層聯(lián)合起來(lái)研究，就需要運(yùn)算速度更快的超算才行。
每年參會(huì)圖的是什么
其實(shí)，我們還可以把500強(qiáng)榜單看成是業(yè)界研究機(jī)構(gòu)及廠家的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)成績(jī)單。參與榜單評(píng)選和參加超算展會(huì)的機(jī)構(gòu)或廠商之間都是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。專家們共同制定了評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)相互比拼誰(shuí)的超算最快、應(yīng)用最廣。榜單公布結(jié)果，公平公正，省得自吹自擂。
當(dāng)然榜單的第一名肯定是耀眼的明星。這次的冠軍、美國(guó)超算“頂點(diǎn)”，已連續(xù)第三次奪冠，借助500強(qiáng)榜單展示其不俗的實(shí)力。
然而，一些廠家雖沒(méi)擠進(jìn)前10名，但依然要參加每年的展會(huì)。那他們圖什么呢?
這些廠家一方面是為了展示自己的最新技術(shù)，了解國(guó)際最尖端的超算發(fā)展水平，通過(guò)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)交流，共同促進(jìn)全球超算發(fā)展;另一方面，他們也是為了品牌和市場(chǎng)效應(yīng)，通過(guò)在大會(huì)上進(jìn)行展示，讓業(yè)界其他國(guó)家了解自己的技術(shù)和應(yīng)用水平，進(jìn)一步拓展國(guó)際品牌知名度并開(kāi)拓國(guó)際應(yīng)用市場(chǎng)。
從這個(gè)意義上說(shuō)，此次在法蘭克福參展的中國(guó)廠家，如聯(lián)想、中科曙光、浪潮、華為等，在全球超算專家及用戶面前展示了他們最新的超算技術(shù)及成果。
參展廠家“秀”的是什么
超算廠家參加500強(qiáng)榜單的評(píng)選，憑的是自己的產(chǎn)品技術(shù)。而廠家到超算展會(huì)上現(xiàn)場(chǎng)展示產(chǎn)品，“秀”的也是自己產(chǎn)品的最新技術(shù)。中科曙光高性能計(jì)算產(chǎn)品事業(yè)部總工程師戴榮博士說(shuō)，計(jì)算速度最快的超算，一定是應(yīng)用了最先進(jìn)的技術(shù)。
如今超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展，面臨許多技術(shù)性問(wèn)題。廠商要想獲得技術(shù)進(jìn)展，不但要解決集成電路的散熱問(wèn)題，還要解決計(jì)算機(jī)功耗高等一系列難題。
中科曙光此次就把“新一代硅立方高性能計(jì)算機(jī)”帶到了會(huì)場(chǎng)。這款機(jī)器采用了浸沒(méi)式液冷技術(shù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電能使用效率值可降至1.04以下，相當(dāng)于40瓦的功率即可冷卻1000瓦的設(shè)備，而傳統(tǒng)的風(fēng)冷系統(tǒng)則需要500瓦到1000瓦的功耗。在同等計(jì)算能力的前提下，應(yīng)用該技術(shù)可節(jié)省40%的耗能。此外，采用這種液冷系統(tǒng)，其余熱量還可被二次利用，比如用于樓宇的供暖等。
除散熱和節(jié)能優(yōu)勢(shì)外，此超算系統(tǒng)，還應(yīng)用了最新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。現(xiàn)在超算的計(jì)算核心數(shù)目已從最初的幾十萬(wàn)個(gè)擴(kuò)展到如今的幾百萬(wàn)個(gè)，各計(jì)算單元如何保持高效互連與協(xié)同是一個(gè)巨大的技術(shù)難題。假如把兩臺(tái)互相協(xié)作的機(jī)器比作兩人在工作，它們二者要“對(duì)話”，即通信互動(dòng)需要即時(shí)進(jìn)行，不能一方發(fā)出信號(hào)，另一方經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間才回答，這樣會(huì)影響系統(tǒng)的效率。
戴榮說(shuō)，一臺(tái)超算系統(tǒng)內(nèi)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信和響應(yīng)時(shí)間越短越理想，高帶寬、低延時(shí)是最理想狀態(tài)。“在我們的新機(jī)器里，就應(yīng)用了這種高帶寬、低延時(shí)的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。”
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