科学重器|全球十大顶尖超级计算机强国，到底谁名列第一？( 二 ) 科学重器

国家超级计算无锡中心已经承接了国内30多个重大应用项目。其中，清华大学地球系统科学研究中心在“神威·太湖之光”计算机系统上首次实现了百万核规模、高分辨率的地球系统数值模拟。中国的地球模拟系统模式只能达到200公里网格规模的分辨率，现在已可以开展25公里网格分辨率的地球系统模拟工作，甚至在海洋上还可以达到10公里。
中国拥有这套计算机系统，可以在30天内完成未来100年的地球气候模拟，更为重要的是，它将全面提升我国应对极端气候事件和自然灾害的减灾防灾能力，同时大大增强我国在全球温室气体减排谈判中的科学话语权。再比如国家计算流体力学实验室对“天宫一号”返回路径的数值模拟结果，将为“天宫一号”返回提供精确预测；比如上海药物所开展的药物筛选和疾病机理研究，短短2周便完成常规需要10个月的计算，大大加速了白血病、癌症、禽流感等方向的药物设计进度。
值得一提的是，戈登贝尔奖被喻为计算机高性能应用领域的诺贝尔奖。早在2016年度戈登贝尔奖的6个提名中， “神威·太湖之光”就占了3个，分别涉及大气、海洋、材料三个领域的应用。 “神威·太湖之光”创纪录之后，百亿亿次量级计算机的研制也已经列入了我国“十三五”的攻坚目标。
二、美国

美国是全球超级计算机重要强国。 2021年世界十大超级计算机，美国占据了50%！比如排名第二的顶点Summit ，它是IBM和美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）推出的新超级计算机， Summit 要比神威·太湖之光快 60% ，比同在橡树岭实验室的 Titan——前美国超算记录保持者要快接近 8 倍。而在其之下，近 28000 块英伟达 Volta GPU 提供了 95% 的算力。
比如排名第三的Sierra超级计算机。排名第五的Perlmutter 超级计算机在美国国家能源研究科学计算中心 (NERSC) 服务于天体物理学、气候科学等方面， Perlmutter 中含有 6159 个 NVIDIA A100 Tensor Core GPU ，是世界上最大的 A100 动力系统。排名第六的SELENE该系统处理器个数由27760个升级到555520个， Rmax由27580提升到了63460 ，倍增。排名第十的Voyager-EUS2 ，具有48个内核、2.45GHz的AMD EPYC处理器与具有80 GB内存的 NVIDIA A100 GPU 配合。
美国作为超级计算机世界的“老牌帝国” ，整体实力十分强劲。值得一提的是，美国面对其他国家在超级计算机领域的竞争，主要采取三个方面的战略：一是加大投资。美国能源部表示，政府正在完成国家战略计算计划的目标：加速百亿亿次级计算系统的研制，增加用于建模和模拟的技术和用于数据分析计算的技术之间的连贯性，制定后摩尔定律时代的发展路径。二是全面发展。美国政府拥有700多个国家实验室，包括1500多处研发设施，每年研发经费总额超过1000亿美元。据报道，美国伊利诺伊大学的国家超级运算应用中心、橡树岭国家计算机科学研究中心等都在加紧研制“具有革命性”的下一代超级计算机。三是控制技术外流。早在2015年，美国政府曾经发布命令，禁止英特尔将其运行速度最快的计算机芯片供应给外国顶尖的超级计算机项目。
自1976年美国克雷公司推出了世界上首台运算速度达每秒2.5亿次的超级计算机以来，超级计算机在诸如天气预报、生命科学的基因分析、核工业、军事、航天等高科技领域大显身手。
上世纪80年代，美国制造的超级计算机可以说是一枝独秀，但到了90年代中期以后，日本的超级计算机后来居上，一举打破了“超级计算机美国造”的神话。天半是进入21世纪的最近10年，世界各国在超级计算机领域的竞争更加激烈，日本、中国以及欧洲国家都在奋起直追。比如2010年，中国造“天河一号”成为当年全球最强的超级计算机，引起国际社会的广泛关注。 2013年至2015年，中国造“天河二号”连续三年荣登全球超级计算机500强榜首。尤其是中国的“神威·太湖之光”和“天河二号”曾经在全球超级计算机500强排名中斩获冠亚军。中国经过几十年的不懈努力，中国的高性能计算机研制水平显著提高，成为继美国、日本之后的第三大高性能计算机研制生产国。
埃尔卡札威曾经说， “如果你精通了超级计算机领域的技术，毫无疑问，你在未来就占有优势，因为这会决定你在未来资讯领域有多成功，而资讯领域已经成为几乎所有事物的骨干，不管是产业还是服务方面。 ”因此，不仅美国在超算领域加速开发，其他国家也在加倍努力。目前，除了美国外，中国、日本和欧洲都已宣布下一代每秒百亿亿次超算研制计划。专家预计，未来全球超级计算机500强榜单的榜首位置将有可能出现多国交替占据的态势。