專家解讀中國百億億次超算（獨(dú)家報道）

本報記者　劉揚(yáng)

就在中國“神威太湖之光”超級計算機(jī)獲得TOP500冠軍后的一個月，中國超算界再次公布大動作：開始研制百億億次超算。這一消息28日引起外國媒體的關(guān)注。新加坡《聯(lián)合早報》28日報道稱，中國已經(jīng)啟動新一代百億億次超級電腦樣機(jī)的研制工作，預(yù)計兩年內(nèi)完成。而中國百億億次超算除了運(yùn)算速度快，另一個亮點(diǎn)就是自主可控。到底百億億次是個什么樣的超算級別？為何引起外界的廣泛關(guān)注呢？

何為“百億億次”？據(jù)報道，中國國家超算天津中心主任助理孟祥飛接受采訪時說，百億億次超級計算機(jī)的浮點(diǎn)計算處理能力將達(dá)到10的18次方，是中國首臺千萬億次超級計算機(jī)“天河一號”的200倍，其工作一小時相當(dāng)于全體中國人上萬年的工作量。中國新一代百億億次超級計算機(jī)主要特點(diǎn)是突出“全自主”，自主芯片、自主操作系統(tǒng)、自主運(yùn)行計算環(huán)境，樣機(jī)預(yù)計在2017年底至2018年初完成。

中國計算機(jī)學(xué)會高性能計算專業(yè)委員會秘書長、中科院研究員張云泉28日接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示，百億億次超算就是指浮點(diǎn)運(yùn)算速度達(dá)到1000P（P為超級計算機(jī)運(yùn)算單位，意為每秒千萬億次）的超算，它將比“神威太湖之光”快8倍，比“天河二號”快將近20倍。這將是一個量級的跨越，是全球超算界下一個要攀登的高峰。目前世界各大超算強(qiáng)國都已經(jīng)發(fā)布千P超算的研究計劃，歐洲名為“地平線2020”的計劃將采用開源系統(tǒng)研制。日本的Post-K計劃要在2020年左右研制出來，日本計劃投資近1400億日元。美國也發(fā)布相關(guān)研制計劃，不過美國超算界對于研制出1000P超算的時間比較悲觀，他們認(rèn)為，要到2023年才能造出1000P的機(jī)器。

據(jù)張云泉介紹，目前中國1000P超算的原型系統(tǒng)由三家國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)分別研制，它們是江南計算技術(shù)研究所、中科曙光以及國防科大，它們要在兩年左右各自做出自己的原型系統(tǒng)，然后進(jìn)行PK，勝者將成為下一代超算的主要研制單位。目前中國1000P超算可能采用的技術(shù)路線包括三條，一個是“申威”眾核處理器的技術(shù)路線，一個是中科曙光的國產(chǎn)X86路線，還有一個是國防科大的ARM飛騰眾核處理器技術(shù)路線。

對于千P超算與中國現(xiàn)有超級計算機(jī)之間的關(guān)系，張云泉表示，如果采用“申威”的芯片，那它就是“太湖之光”的下一代或下下一代的升級版，如果采用另外兩條技術(shù)路線，那應(yīng)該就是一個全新的系統(tǒng)。張云泉表示，這臺機(jī)器研制出來之后將是中國國產(chǎn)化率最高的超算，主要分系統(tǒng)將全部采用國產(chǎn)設(shè)備。這么大型的超算，它的應(yīng)用前景又將如何呢？張云泉認(rèn)為，它能滿足的應(yīng)用需求將是一個量級的提升，總體而言就是仍將按照中國特色的“大機(jī)器牽引大需求”的發(fā)展模式，借助這種模式促進(jìn)中國超算應(yīng)用的跨越式發(fā)展。

中國超算的發(fā)展成果為什么這么密集呢？張云泉表示，這與超算發(fā)展的規(guī)律有關(guān)，一是超算從投入使用到退出現(xiàn)役的生命周期一般是5年左右，如果超出這個周期仍繼續(xù)使用就得不償失了，因此超過這個周期的超算就要逐漸退出歷史舞臺，天津超算中心的“天河一號”就屬于這種情況，所以天津超算中心需要發(fā)展一臺性能更強(qiáng)的超算。還有一個規(guī)律是超算的發(fā)展速度是10年要性能升級1000倍。這樣算下來，3到4年就要升級10倍，這些規(guī)律加在一起決定了中國研制1000P超算計劃的出臺。

不過，張云泉也強(qiáng)調(diào)，1000P超算的研制將是一個充滿挑戰(zhàn)的過程，不是那么容易跨越的。研制1000P超算存在很多技術(shù)障礙，比如業(yè)界公認(rèn)的存儲訪問墻、可擴(kuò)展墻、可靠性墻以及功耗墻，這4面“大墻”目前仍是研制1000P超算很難逾越但又必須逾越的難題。中國雖然計劃用兩年左右時間研制出原型系統(tǒng)，但原型系統(tǒng)可能是一個比較小型的系統(tǒng)，從原型系統(tǒng)到真正搭建出1000P機(jī)器可能還有較長的路要走。中國從10P到100P可能比較容易就跨越過去了，但100P到1000P可能就像登頂珠峰一樣，越往后越難，可能會出現(xiàn)預(yù)想不到的困難，因此要對可能遇到的困難有清醒的認(rèn)識，并做好充分技術(shù)準(zhǔn)備，要有打硬仗的心理預(yù)期。▲