??? 近日,在德國法蘭克福舉行的第34屆國際超級計算大會上,最新的全球高性能計算機(jī)500強(qiáng)榜單(以下簡稱500強(qiáng)榜單)公布。美國的兩臺全球高性能計算機(jī)“頂點(diǎn)”(Summit)和“山脊”(Sierra)排在前兩位。來自中國的神威·太湖之光和天河二號名列第三和第四名。
????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),對于一般人而言,這個500強(qiáng)榜單,重要嗎?
????比拼速度為的是什么
????會提出這個問題的,可能多半是非計算機(jī)專業(yè)人士。
????如果從宣傳角度來看,新華社、光明日報等眾多主流媒體都對500強(qiáng)榜單做了報道,這從一個側(cè)面可以看出,榜單還是比較重要的。
????多數(shù)媒體在報道500強(qiáng)榜單時,都強(qiáng)調(diào)了浮點(diǎn)的運(yùn)算速度,其實這一概念顯示的是計算機(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,高性能計算機(jī)也被稱為超級計算機(jī)或超算。
????計算機(jī)的運(yùn)行速度快,這一點(diǎn)意義重大。國家超級計算廣州中心主任盧宇彤告訴科技日報記者,如果想讓天氣預(yù)報可預(yù)測的時間多一天,那么對參與數(shù)據(jù)計算的計算機(jī)的性能要求就得提高一個數(shù)量級,大約10倍。
????就是為了快這24小時,數(shù)據(jù)的計算量增加了數(shù)倍,如果計算機(jī)不夠快,可能等機(jī)器算出結(jié)果后,48小時都過去了,也就失去了預(yù)報的意義。
????許多科學(xué)家都希望,能早點(diǎn)用上超算。
????幾年前,記者曾在中國科學(xué)院大氣物理研究所,參加過幾次地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置立項研討會。與會專家們想用超算來研究地球系統(tǒng)的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈之間的相互聯(lián)系。其中涉及每個圈層的觀測、研究數(shù)據(jù)量都是極大的,單獨(dú)完成一個圈層的數(shù)據(jù)研究,可能就得使用一個超算。而要把這5個圈層聯(lián)合起來研究,就需要運(yùn)算速度更快的超算才行。
????每年參會圖的是什么
????其實,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)競爭成績單。參與榜單評選和參加超算展會的機(jī)構(gòu)或廠商之間都是競爭關(guān)系。專家們共同制定了評選標(biāo)準(zhǔn),各國相互比拼誰的超算最快、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力。
????然而,一些廠家雖沒擠進(jìn)前10名,但依然要參加每年的展會。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),了解國際最尖端的超算發(fā)展水平,通過技術(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效應(yīng),通過在大會上進(jìn)行展示,讓業(yè)界其他國家了解自己的技術(shù)和應(yīng)用水平,進(jìn)一步拓展國際品牌知名度并開拓國際應(yīng)用市場。
????從這個意義上說,此次在法蘭克福參展的中國廠家,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)榜單的評選,憑的是自己的產(chǎn)品技術(shù)。而廠家到超算展會上現(xiàn)場展示產(chǎn)品,“秀”的也是自己產(chǎn)品的最新技術(shù)。中科曙光高性能計算產(chǎn)品事業(yè)部總工程師戴榮博士說,計算速度最快的超算,一定是應(yīng)用了最先進(jìn)的技術(shù)。
????如今超級計算機(jī)的發(fā)展,面臨許多技術(shù)性問題。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題,還要解決計算機(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算機(jī)”帶到了會場。這款機(jī)器采用了浸沒式液冷技術(shù),計算機(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)在超算的計算核心數(shù)目已從最初的幾十萬個擴(kuò)展到如今的幾百萬個,各計算單元如何保持高效互連與協(xié)同是一個巨大的技術(shù)難題。假如把兩臺互相協(xié)作的機(jī)器比作兩人在工作,它們二者要“對話”,即通信互動需要即時進(jìn)行,不能一方發(fā)出信號,另一方經(jīng)過很長時間才回答,這樣會影響系統(tǒng)的效率。
????戴榮說,一臺超算系統(tǒng)內(nèi)任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的通信和響應(yīng)時間越短越理想,高帶寬、低延時是最理想狀態(tài)。“在我們的新機(jī)器里,就應(yīng)用了這種高帶寬、低延時的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。”