中國與美歐日爭奪“E級超算皇冠”

中科曙光公司4日宣布，正式啟動由其牽頭的E級高性能計算機（簡稱“E級超算”）原型系統研制項目。據介紹，中科曙光、國防科技大學以及江南計算技術研究所已同時獲批牽頭E級超算的原型系統研制項目，齊力爭奪超算領域的“下一頂皇冠”。

中科院計算所研究員、中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉4日告訴《環球時報》記者，業界公認超算的運算速度每提高10倍，就算提升一代。E級超算是指每秒可進行百億億次數學運算的超級計算機，而目前全球速度最快的中國“太湖之光”超級計算機保持的記錄是每秒9.3億億次。

E級超算被公認為“超級計算機界的下一頂皇冠”。據介紹，超算領域的競爭非常激烈，通常每隔10年，超算的性能就會提升1000倍。在中國超算接連多次奪得世界運算速度最快的寶座后，美國總統奧巴馬于2015年下令，首次讓國防部、能源部和國家科學基金會三大機構與大型企業和大學聯合起來共同研制E級超算。此外歐洲、日本也都提出了自己的E級超算研發計劃，并預計在2020-2024年實現。中國也將百億億次超算的研究寫入了國家“十三五”規劃中。

超算的運算速度更快，意味著可以求解更龐大的課題、讓計算的精度更準，或破解過去求解不了的問題。例如日本利用超算對地球自然進行數值模擬的“地球模擬器”，建立當前最高分辨率的短期氣候預測系統，使日本的年際氣候預測水平世界領先。中科院與曙光公司也在聯合研制“地球數值模擬裝置”原型系統。張云泉表示，E級超算將主要用于全球氣候變化、新藥物設計、空氣動力學的研究（例如大飛機的設計或汽車的防撞測試）等領域。在天文大數據的處理以及現在很熱門的深度學習領域，E級超算也大有用武之地。

不過張云泉介紹說，E級超算實現起來還有幾面“技術壁壘墻”需突破。首先是“存儲墻”，由于超算的結構越來越復雜，當數據密集到一定程度時，存儲訪問內存的速度就無法滿足高速處理的要求。其次是“功耗墻”，E級超算的功耗應限制在20或30兆瓦內。而即便當前能耗比較好的“太湖之光”與這個指標相比，也還差了一個量級。此外還有“可靠性墻”，預測E級超算將有上億同時運轉的部件，現有技術很容易在一小時甚至幾分鐘內出錯，系統的可靠性成為很大挑戰。曙光副總裁沙超群在這些方面提供了一個解決思路。他介紹說，曙光擬采用目前最高效、最先進的服務器冷卻技術——全浸沒式相變液冷技術，能一次性解決全部元件的散熱問題，同時能大幅提升系統的可靠性。▲（馬俊）