中國工程院院士李國傑:未來是並行計算的黃金時代

獲得2017年圖靈獎的計算機體系機構大師John Hennessy和David Patterson曾指出——無論是指令級處理器技術還是多核技術,通用處理器固有的低效率加上Dennard縮放比例定律和摩爾定律的終結,使得處理器架構師和設計者已經不太可能在通用處理器中保持顯著的性能改進速度。

因此,並行計算顯然成為了破局的關鍵。在今日舉辦的中國科學院“先導杯”並行計算應用大獎賽線上啟動儀式上,中國工程院院士、大獎賽專家諮詢委員會主席李國傑在分享中指出:“計算機體系結構的改進,創新必須和並行算法、並行軟件的改進創新同步進行,越是高層的改進得到的性能和效率的提高越大。不管是突破摩爾定律還是馮諾依曼瓶頸,都必須跨層次進行,因此未來幾十年將會是並行計算的黃金時代。”

中国工程院院士李国杰:未来是并行计算的黄金时代

也就是說,計算機性能越高,能解決的問題規模也就越大,算法優化體現的好處也就越大。尤其當兩種算法應用在不同處理器時,低性能單片機可能僅有幾倍差距,但若將其放在包含上百萬處理器的超級計算機上,兩種算法可解問題的規模瞬間將會拉開上百倍差距。

而縱觀整個超算市場,據去年11月發佈的全球超級計算機500強榜單來看,斬獲冠軍的,仍是此前讓超算冠軍易主的Summit(IBM研發的一款超級計算機),其採用了Power9 CPU和NVIDIA Tesla V100 GPU進行數學協同處理,以每秒14.86億億次的浮點運算速度(148.6 petaflops)排在榜首。

位列其後的是美國能源部與IBM、英偉達和Mellanox合作在2017年開發的山脊(Sierra),排在三四名的則分別是“神威·太湖之光”與“天河二號”。

這一榜單,預示的是一場百億億次的競爭正在逐步拉響。而中美兩國差異之處,李國傑將其歸結在了研製線路上。李國傑指出,美國超級計算機研製是先有計算需求,根據需求對超級計算機進行設計。目前,我國大型科學計算的應用軟件基本都依靠進口,我國超算經費用於應用軟件開發的比例不到10%,美國投入資金約為這一數字的6倍。

中國則洽洽相反,先提高性能,做好後再找應用。雖然中國研製路線很可能要比美國早研製出E級機,但短板在於軟件和應用,因此更需加強並行算法和軟件開發力度。

因此國內顯然要推動基礎軟件的研發及重要應用領域的突破創新,這也是此次大賽舉辦的意義,以更好地滿足國民經濟建設和社會發展對算力的迫切需求,培養一批先進計算領域的高水平交叉型人才。

此次大獎賽面向國內各高校、科研院所、企業及社會相關專業人士及團體,針對基礎算法、人工智能、應用三個賽道進行比賽,並向選手提供百萬級獎金、交流學習及工作機會等獎勵。數十位來自中科院系統的科研單位、國家級超算中心、高校及知名企業的專家代表共同擔任評審。大賽於2020年3月25日正式啟動,預計同年8月舉行決賽及頒獎典禮。


分享到:


相關文章: