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許多人以為超算就是處理器的堆積，又以為中國的超算用的都是美國的芯片，因此中國的第一一錢不值。這是雙重的誤解。神威太湖之光用的是中國的芯片。當處理器很多的時候，瓶頸會變成通信而不是單個處理器的計算能力，所以處理器太多，計算能力反而會下降。因此，中國的超算以前排第一，來自架構的進步，而不是堆處理器，這是非常有技術含量的。
在最新一期全球超算500強榜單公佈前夕，美國提前宣佈造出一臺名為“頂點”（Summit）的超級計算機，稱其運算能力為目前“世界最強大”。針對美國的“叫板”，袁嵐峰博士指出，科學領域的良性競爭是件好事，大家你追我趕，共同把人類的知識前沿推向前進。
超級計算機“頂點”由一排排電冰箱大小的黑色模塊單元構成，總重340噸。圖片來源：紐約時報
在最新一期全球超算500強榜單公佈前夕，美國提前宣佈造出一臺名為“頂點”（Summit）的超級計算機，稱其運算能力為目前“世界最強大”。
針對美國對中國超級計算機的“叫板”，有中國學者指出，科學領域的良性競爭對全人類來說是件好事。無論誰做到世界第一，靠的都絕不是對處理器的單純堆積，而是超算架構上的過人之處。
按照美國能源部橡樹嶺國家實驗室6月8日宣佈的消息，“頂點”超算的浮點運算速度峰值可達每秒20億億次。去年11月公佈的全球超算500強榜單中，名列第一的中國“神威·太湖之光”浮點運算速度峰值為每秒12.5億億次。這相當於美國最新的超算比中國快了60%。
“過去五年，中國都擁有世界上最快的計算機，但美國現在重新收回了榜首的位置，”美國《紐約時報》在一則報道中寫到，“一個每秒計算一次的人，需要活過63億年才能做到這臺機器一秒鐘所做的事。”
全球超算500強榜單每半年公佈一次，美國一度長期佔據榜單之首。2010年，中國“天河一號”首次拿下冠軍 （http://js.xhby.net/system/2018/06/01/030838258.shtml），在那之後，中國的“天河二號”和“神威·太湖之光”又相繼崛起。
“天河一號”
“天河二號”
“神威·太湖之光”
在6月最新一期榜單公佈前，“神威·太湖之光”和“天河二號”已連續四次分列冠亞軍。而在去年底的排名中，從各國所佔份額來看，中國也以202套大幅領先美國的143套。
到目前為止，中國已連續10次佔據全球超算排行榜榜首，而美國此前已連續兩次沒有進入前
三（http://www.xinhuanet.com/2017-11/15/c_1121957010.htm）。一年前，美國“泰坦”（Titan）被瑞士“代恩特峰”（Piz Daint）趕超而落到第四，半年前又被日本“曉光”（Gyoukou）超過，屈居第五。
不過，在去年年底“神威·太湖之光”奪冠時就有業界人士指出，美國能源部正支持建造“頂點”超級計算機，預計可在2018年奪回冠軍。新華社
（http://m.xinhuanet.com/2018-06/09/c_1122961122.htm）在一則報道中說，美國搶在這期榜單公佈前宣佈成功研製“頂點”，可見其重回超算之巔的急迫心情。
據橡樹嶺國家實驗室介紹，超算“頂點”使用了4608個計算服務器，每個計算服務器中又含有兩個國際商用機器公司（IBM）的22核Power9處理器和六個英偉達公司的Tesla V100圖形處理單元加速器。
該實驗室說，它們不僅使“頂點”的浮點運算速度峰值可達每秒20億億次，還能讓“頂點”在執行某些科學運算時，“混合精度”運算速度達到每秒330億億次。
該實驗室專家傑夫·尼克爾斯說，“頂點”比過去超級計算機的計算能力和存儲能力更強，擁有龐大和高質量的文件系統以及快速的數據通道，這讓研究人員在使用它時可以更快得到更精確的結果。
至於美國計劃如何把“頂點”超算帶入應用領域，美國能源部長裡克·佩裡說，“頂點”超算將給能源研究、科學發現、經濟競爭力和國家安全帶來深遠影響。美能源部今年將啟動遴選科學項目，申請使用“頂點”超算的科學項目已開始排隊。
天文學家則計劃用“頂點”模擬超新星爆發。材料學研究人員計劃用它幫助尋找超導體等新材料。在人工智能與醫療的交叉領域，“頂點”將被用於癌症研究，幫助醫生找出癌症發病過程中基因、生物標記物和環境等因素間的關係；還可用它分析蛋白質和細胞的功能，幫助防治阿爾茨海默病和心臟病等疾病。
橡樹嶺國家實驗室計算生物學家丹·雅各布森說，“頂點”超算有望憑藉強大的計算能力，打開此前人們難以想象的科研空間。
不過，當美國申請使用“頂點”超算的科學項目“已開始排隊”的時候，在中國，基於國產“申威SW26010”處理器的“神威·太湖之光”千萬核心全機應用已有20多個，並完成了天氣氣候、航空航天、先進製造、生物醫藥、新材料、新能源等20多個應用領域、200多項百萬核心大型問題 （http://xh.xhby.net/mp3/pc/c/201806/06/c489446.html）的求解任務。
“中國速度”被美國超越應該只是暫時的。由國家超級計算天津中心研製的新一代百億億次超級計算機“天河三號”試驗平臺將在今年下半年啟用。有媒體報道說，其計算能力比現在最快的超算運算能力還要強，是“天河一號”的200倍 （http://news.takungpao.com/mainland/topnews/2018-06/3575622.html），存儲規模提高100倍。
百億億次超級計算機也稱“E級超算”，被全世界公認為“超級計算機界的下一頂皇冠” （http://paper.ce.cn/jjrb/html/2018-05/18/content_362790.htm）。天津超算中心應用研發部副部長夏梓峻表示，“天河三號”原型機採用全自主創新，自主飛騰處理器，自主天河高速互聯通信，自主麒麟操作系統，其綜合運算能力與“天河一號”相當。
國內現在同時啟動了三大百億億次超算研發，分別是國防科大/天津超算中心的“天河三號”、中科曙光的“E級超算”以及江南所/濟南超算中心的“神威E級”。以上三套百億億次超算中，有一條要求是共同的，那就是核心處理器必須為國產。
以下是“界面新聞”對中國科學技術大學副研究員、科技與戰略風雲學會會長袁嵐峰博士的訪談：
袁嵐峰博士表示，目前真正的問題在於，許多人誤以為超算就是堆處理器，以為中國都是買的別人的處理器，所以指標再高也一錢不值，“這是個巨大的誤解”，他說，“‘神威·太湖之光’用的就是中國的芯片”。
“有人會覺得超級計算機沒什麼技術含量，覺得你只要多堆一些芯片，它的性能就上去了，”但超級計算機並不是芯片越多計算能力越強。袁博士在一期視頻節目中解釋 （https://www.bilibili.com/video/av17991526），“否則美國為什麼不排第一？以前大部分的芯片不都是美國產的嗎。”
袁博士對界面新聞介紹說，當處理器很多的時候，瓶頸會變成通信而不是單個處理器的計算能力，所以處理器太多，計算能力反而會下降。計算能力對處理器數量的曲線開始是增函數，然後越來越平緩，到某個極大值後會變成減函數。
“所以無論用什麼芯片，中國的超算做到世界第一，都是非常有技術含量的，說明在架構上有過人之處，”他表示，這說明中國在這方面是真正取得了基礎科研的突破，才能達到這個水平，“美國這次重回第一也是同樣的道理，肯定是架構進步了，而不是單純地多堆處理器。”
“事實上，只有架構進步了，才能使計算能力峰值對應的處理器數目增加，所以‘能容納更多的處理器’就是架構進步的表現，這是個結果，而不是原因。”他說。
目前，全球多個國家正競相研發E級超算 （https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_1895194）。中國計劃於2020年推出首臺E級超算；美國能源部則啟動了“百億億次計算項目”，希望於2021年至少交付一臺E級超算，其中一臺名為“極光”（Aurora）；此外，歐盟預計於2022-2023年交付首臺E級超算；日本發展E級超算的“旗艦2020計劃”由日本理化所主導，完成時間也定在2020年。
根據“百億億次計算項目” （https://www.exascaleproject.org/path-nations-first-exascale-supercomputers-pathforward/）文件，美國政府與AMD、克雷、惠普、IBM、英特爾、英偉達等芯片業巨頭在下一代超算技術領域的研發總投入至少有4.3億美元。用裡克·佩裡的話說，這些資金就是劍指“下階段研發百億億次系統的全球競賽”。
“這是良性競爭，很好的事，”袁嵐峰表示，“過一段時間中國或者其他國家又會上一個臺階，大家你追我趕，共同把人類的知識前沿推向前進。” （https://weibo.com/3710258141/GkyU1wzws）
（界面報道總監 曾宇）
背景簡介：2018年6月9日，袁嵐峰博士就美國超算重回世界第一接受了界面報道總監曾宇的採訪，報道見界面新聞（https://m.jiemian.com/article/2215574.html），風雲之聲獲授權轉載。
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