冷眼与嘲笑中,中国超算起步了( 五 )


更有里程碑意义的是 , 中国超算产业化的大干快上 , 也改变了TOP500超算榜单的整体面貌 , 神威·太湖之光接力天河二号的同时 , TOP500超算榜单上榜的中国超算一共达到了167台 , 超过了美国的165台 , 这是此前没有任何一个国家达到过的成就 , 即便在日本半导体产业的巅峰时期 , 超算版图上美国依然占据着绝对份额 。
上榜的这167台中国超算 , 已经几乎是清一色的国产品牌 , 而仅仅在10年前 , 中国市售高性能计算机的大部分份额还属于惠普、IBM等国外厂商 。
榜单上标注的中国超算还不是产业影响力的全部 , 在媒体聚光灯之外 , 中国厂商在国际超算市场上 , 也已经不经意间建立了绝对竞争力 , 以目前最新的2020年6月TOP500榜单为例 , 安装地在中国的超算达到226套 , 美国以114套的悬殊差距排名第二 , 如果进一步统计各国超算的生产地 , 则仅仅三家中国厂商(联想、浪潮、曙光)就制造了榜单上超过60%的超算设备 , 中国超算产业在全球市场已经建立起了统治性份额 , 这种产业版图翻天覆地的变化 , 比榜首位置的争夺影响更为深远 。
中国人一旦突破了关键技术的制约 , 艰苦岁月形成的“算力不足恐惧症”就好像要在一代人里找补回来 , 不把超算“白菜化”不罢休 。
冷眼与嘲笑中,中国超算起步了文章插图
(TOP500超算排行榜国别变化)
2020年11月23日 , 国家超级计算郑州中心通过验收 , 正式启用 , 成为继天津、长沙、深圳、济南、广州、无锡之后第7家国家超级计算中心 , 配备了峰值性能每秒10亿亿次的中科曙光超算 。
超级计算中心为什么遍地开花 , 超算又有着什么样的实用价值?
高科技领域毫无疑问是超算发挥的理想舞台 , 传统工程发展流程里 , 试制与试验往往成为创新的“死亡之谷” , 高风险、高难度、高成本的验证测试环节 , 往往一两次失败就会打断一个技术领域的发展步调 , 而通过在计算机数字环境中的大量模拟和仿真 , 可以极大压缩真实物理环境下的试验开发周期 , 美国在高超音速领域的虎头蛇尾和中国“东风快递”突飞猛进的发展 , 某种程度上可以归因于数字仿真等低成本实验手段的差异 , 超级计算机在其中默默发挥着关键作用 。
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(神威·太湖之光超算完成的高超音速飞行器流体力学算例)
如果说尖端武器离我们的日常生活还太远了 , 那么在柴米油盐的日常里 , 超算同样发挥着现代生活方式不可或缺的支撑作用 。
在今年的新冠疫情中 , “老药新用”成为研究热点 , 即在已经上市的药物里挖掘可对新冠肺炎产生疗效的品种 , 要实现这一目标 , 当然不是靠神农尝百草 , 而是在虚拟环境中进行药物化合物结构的仿真测试 , 模拟其针对病毒结构特定靶点的反应效果 , 如果使用普通电脑进行类似的药物筛查 , 可能需要数月乃至数年时间 , 而利用超级计算机 , 可能只需要短短几天 。
再聊些不那么沉重的领域吧 , 中国动画电影在近年来异军突起 , 成为国产类型片中整体最为突出的一个板块 , 直追国际水平的动画特效质量居功至伟 , 而超级计算机在动画工业中同样发挥着巨大作用 , 是特效渲染的利器 。
05 “亲爱的 , 这次真的到头了”(?)
在《三体》第二部《黑暗森林》中 , 大刘借面壁人希恩斯的剧情 , 推演了超级计算机的未来发展 , 他对当红的量子计算、生物计算概念表达了悲观看法 , 反而设想通过用一千亿个微处理器一对一模拟人类大脑的神经元 , 再将如此大规模的模拟神经元联网 , 实现不可思议的性能跨越 , 在智子锁死了基本物理知识 , 摩尔定律又接近失效的情况下 , 强行压榨出传统计算机的最后一些潜力 , 创造出一个可以模拟人类大脑宏观活动 , 性能超越现有超算一万倍的超级计算机 。
在感慨这一奇迹的同时 , 希恩斯的伴侣兼破壁人山杉惠子一边感慨“能从摩尔定律这个柠檬里又榨出这么多汁来” , 一边哀叹电子计算机已经发展到了进无可进的绝处 , “亲爱的 , 这次真的到头了 。 ”
未来真的会是这样一幅图景么?
今天 , TOP500超算排行的榜首位置是日本制造的富岳(Fugaku) , 通过采用ARM架构处理器的低功耗优势 , 实现更高密度CPU布置 , 其运算性能达到了每秒浮点运算44亿亿次 , 超算竞赛的下一个目标是EFlops/E级机 , 即每秒百亿亿次运算性能的超算 , 目前中国同时有至少三台E级超算原型机进入测试 , 美国人同样想要争夺这一桂冠 , 在美国能源部主导下 , 目前也有三台E级超算处于不同研制阶段 , TOP500榜首的争夺在2021年将进入白热化阶段 。