国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

   《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》，2013年6月24日

   6月17日，最新全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜榜單公布，中國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的天河二號(hào)以每秒33.86千萬(wàn)億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度，成為全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。這是時(shí)隔兩年半后，中國(guó)再一次獲得世界超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度第一的桂冠。

   在2013國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，專(zhuān)家們認(rèn)為，天河二號(hào)的性能表明，中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)取得了飛躍。超級(jí)計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā),已經(jīng)真正進(jìn)入了美中日歐并立的四強(qiáng)時(shí)代。

   為何還得用 外國(guó)芯？

   時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)早已成為進(jìn)入千家萬(wàn)戶和廠礦學(xué)校的日常工具，大眾對(duì)其并不陌生。然而什么是超級(jí)計(jì)算機(jī)？

  其實(shí)，超級(jí)計(jì)算機(jī)的基本組成與你我手中的個(gè)人電腦相比并無(wú)太大差異，規(guī)格與性能則強(qiáng)大太多。以處理器CPU為例，目前的個(gè)人電腦一般是兩到四核，而像天河二號(hào)這樣的超級(jí)計(jì)算機(jī)則會(huì)集成數(shù)以萬(wàn)計(jì)的CPU。這就好比雙人戰(zhàn)斗小組和集團(tuán)軍的區(qū)別，前者靈活機(jī)動(dòng)，用于完成各種個(gè)性化小任務(wù)；后者威武雄壯，用于達(dá)成各類(lèi)關(guān)系重大的戰(zhàn)略目標(biāo)。

   在超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)運(yùn)算速度下，人們可以完成普通計(jì)算機(jī)不能完成的大型復(fù)雜課題。假設(shè)每人每秒鐘進(jìn)行1次運(yùn)算，需要我國(guó)13億人同時(shí)用計(jì)算器算上1000年才能完成的運(yùn)算工作，天河二號(hào)花上1小時(shí)就能搞定了。

   天河二號(hào)的性能在全世界超級(jí)計(jì)算機(jī)中可以稱(chēng)得上是“一騎絕塵”，它把第二名遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拋在了后面。排行榜主要編撰人之一、美國(guó)田納西大學(xué)教授杰克•唐加拉曾于今年5月對(duì)天河二號(hào)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察。他在研究報(bào)告中指出，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試顯示，天河二號(hào)運(yùn)算速度比排行榜上的亞軍——美國(guó)的“泰坦”快了74%。唐加拉表示：“天河二號(hào)頗富中國(guó)特色，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、前端處理器、軟件等都主要由中國(guó)技術(shù)人員發(fā)明創(chuàng)造。”

  一騎絕塵的天河二號(hào)是中國(guó)人的驕傲，但這種驕傲里也不乏遺憾：天河二號(hào)的計(jì)算陣列由國(guó)際商用CPU構(gòu)建，服務(wù)陣列由中國(guó)自主研制的CPU“飛騰1500”構(gòu)建。國(guó)產(chǎn)CPU僅僅占全部CPU的1/8。

  當(dāng)然，人們也可以從另一個(gè)角度看成績(jī)，比如說(shuō)，國(guó)產(chǎn)CPU已經(jīng)占全部CPU的1/8。美國(guó)勞倫斯•伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室副主任霍斯特•西蒙就是采取的這種視角。他表示，盡管天河二號(hào)仍主要采用英特爾公司芯片，但中國(guó)自主研發(fā)的芯片達(dá)到4000塊左右，顯示出中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴(lài)正在減弱。“在一些美國(guó)傳統(tǒng)的領(lǐng)先領(lǐng)域，中國(guó)正切切實(shí)實(shí)地加入比賽，并且獲得勝利。”

  為什么有了中國(guó)芯，天河二號(hào)還得用外國(guó)芯？

  天河二號(hào)副總指揮、新聞發(fā)言人李楠坦陳，天河二號(hào)無(wú)法完全使用國(guó)產(chǎn)CPU，是出于軟件兼容性的需要。

  超級(jí)計(jì)算機(jī)有5個(gè)核心要素：體系結(jié)構(gòu)、互聯(lián)技術(shù)、操作系統(tǒng)、CPU和應(yīng)用軟件，缺一不可。李楠說(shuō)，天河二號(hào)獨(dú)創(chuàng)的異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)（見(jiàn)鏈接1）很可能再次引領(lǐng)國(guó)際潮流，自主研發(fā)的高速互聯(lián)性能是國(guó)際商用產(chǎn)品的兩倍，國(guó)產(chǎn)“麒麟”操作系統(tǒng)具有很高的安全性。“因此，前三個(gè)要素我們都解決得很好，但后兩個(gè)要素是短板。”

  “飛騰1500”性能比用于天河一號(hào)的“飛騰1000”提高了18倍，與國(guó)際商用CPU已經(jīng)屬于同一代產(chǎn)品。但目前我國(guó)大多數(shù)大型應(yīng)用軟件都從國(guó)外引進(jìn)，只能在國(guó)際商用CPU上運(yùn)行。如果全部使用國(guó)產(chǎn)CPU打造超級(jí)計(jì)算機(jī)，將只能用于天氣預(yù)報(bào)等我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)應(yīng)用軟件的行業(yè)。而天河二號(hào)需要面向各領(lǐng)域用戶，只能用國(guó)際商用和國(guó)產(chǎn)的CPU共同構(gòu)建系統(tǒng)。

  異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)：

  體系結(jié)構(gòu)是超級(jí)計(jì)算機(jī)的筋骨。

  我國(guó)科技人員首創(chuàng)的獨(dú)具匠心的“ＣＰＵ＋ＧＰＵ異構(gòu)融合體系”曾在天河一號(hào)中獲得成功。之后，這種結(jié)構(gòu)已被國(guó)際上很多超級(jí)計(jì)算機(jī)采用。

  這一回，中國(guó)設(shè)計(jì)師們?cè)俦脔鑿剑禾旌佣?hào)沒(méi)有繼續(xù)使用ＧＰＵ，而是用被稱(chēng)為ＭＩＣ的英特爾部件作為加速器。這一被稱(chēng)為“新型異構(gòu)多態(tài)體系結(jié)構(gòu)”的全新搭配方式不僅大大提高了機(jī)器的計(jì)算速度，還將天河二號(hào)的應(yīng)用從科學(xué)計(jì)算拓展至高效大數(shù)據(jù)處理、高吞吐率和高安全信息服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。

  第一名的大旗 能扛多久？

  風(fēng)云變幻的世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜，鮮明地體現(xiàn)著“皇帝輪流做，明年到我家”的自由競(jìng)技精神。冠軍的寶座常常不等捂熱，就被新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手奪去。天河二號(hào)的哥哥天河一號(hào)曾于2010年奪冠，此后不足8個(gè)月，就被日本的超級(jí)計(jì)算機(jī)“京”超越。

  所以人們不禁要問(wèn)：對(duì)天河二號(hào)來(lái)說(shuō)，第一名的大旗能扛多久？

  大多數(shù)專(zhuān)家認(rèn)為，因?yàn)轭I(lǐng)先第二名太多，天河二號(hào)的冠軍稱(chēng)號(hào)應(yīng)該至少能保持一年，沒(méi)準(zhǔn)還能維持到2015年。內(nèi)存總?cè)萘?400萬(wàn)億字節(jié)、存儲(chǔ)總?cè)萘?2400萬(wàn)億字節(jié)、最大運(yùn)行功耗17.8兆瓦的天河二號(hào)，與第二名（也是前冠軍）的美國(guó)“泰坦”相比，持續(xù)計(jì)算速度約是“泰坦”的2倍，計(jì)算密度是“泰坦”的2.5倍，能效比則相當(dāng)。
中國(guó)科學(xué)院超級(jí)計(jì)算中心主任遲學(xué)斌的統(tǒng)計(jì)表明，最近10年，美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能提升了500倍，中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能則提升了5000倍。這意味著中國(guó)超算的發(fā)展速度和發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。

  3年中兩度研發(fā)出全球速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，短短十幾年里擁有超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)量從零躍居世界第二，這個(gè)成績(jī)顯示了中國(guó)科技實(shí)力的巨大進(jìn)步。不過(guò)美國(guó)仍是超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)用最為廣泛的國(guó)家，因?yàn)槌?jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)中，有超過(guò)一半屬于美國(guó)。日本、歐洲也實(shí)力強(qiáng)勁，今后的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)非常激烈。

  過(guò)去30年，高性能計(jì)算機(jī)發(fā)展驚人，其性能每10年提高1000倍。如今，一臺(tái)個(gè)人掌上電腦Ipad2的速度，就相當(dāng)于1985年的超級(jí)計(jì)算機(jī)世界冠軍Cray2。超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度甚至超過(guò)了廣為人知的摩爾定律。（見(jiàn)鏈接2）

  未來(lái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)將是什么模樣？在一些科幻小說(shuō)及電影中，人們已經(jīng)設(shè)想了更高級(jí)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，例如將全球電腦融為一體的超級(jí)電腦。但現(xiàn)實(shí)中的競(jìng)爭(zhēng)如此激烈，理想中的合作是否可能？

  科學(xué)家們對(duì)此表示了樂(lè)觀的態(tài)度，李楠就從中看到了合作機(jī)遇。他說(shuō)，將來(lái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜，編程、能耗等眾多問(wèn)題非一國(guó)科學(xué)家能夠解決，所需資金也會(huì)是一個(gè)龐大的數(shù)字。更重要的是，氣候、能源、生命科學(xué)、宇宙科學(xué)等關(guān)系人類(lèi)未來(lái)命運(yùn)的全球性問(wèn)題，離不開(kāi)全球性的解決方案，離不開(kāi)全球科學(xué)家協(xié)同創(chuàng)新。

  目前，國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心已與歐盟相關(guān)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合開(kāi)展基于天河一號(hào)核心技術(shù)的并行計(jì)算技術(shù)研究。李楠認(rèn)為，未來(lái)應(yīng)該建立國(guó)際性的超算中心作為共同應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的平臺(tái)。“集中全球智慧發(fā)展高性能計(jì)算是人類(lèi)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的需要，也是我們中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家的愿望。我相信這一天不會(huì)太遠(yuǎn)。”

  美國(guó)工程院院士、超級(jí)計(jì)算機(jī)Top500主持人之一杰克•唐加拉也認(rèn)為，在工程資金競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，一些國(guó)家難以承擔(dān)超級(jí)計(jì)算機(jī)的巨額費(fèi)用，聯(lián)合各國(guó)共同研制計(jì)算機(jī)，將使各方受益。

  摩爾定律：

   我們從廣義上將摩爾定律表述為計(jì)算機(jī)芯片的性能每18個(gè)月翻一番。看看Top500榜單的變化你會(huì)發(fā)現(xiàn)，超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能其實(shí)是每14個(gè)月就增加一倍，比摩爾定律預(yù)言的更快。這是計(jì)算機(jī)采用了并行處理的結(jié)果。

   超級(jí)計(jì)算機(jī)到底能算啥？

   顧名思義，超級(jí)計(jì)算機(jī)，最強(qiáng)大的就是它們的超級(jí)計(jì)算力。可是超級(jí)計(jì)算機(jī)到底能算啥？

   哈勃望遠(yuǎn)鏡看不到億萬(wàn)年前的太空，計(jì)算機(jī)能算出來(lái)。實(shí)驗(yàn)無(wú)法預(yù)知未來(lái)氣候，計(jì)算機(jī)能算出來(lái)。海嘯來(lái)襲速度極快，但美國(guó)科學(xué)家最近在超級(jí)計(jì)算機(jī)上發(fā)現(xiàn)了海嘯和地震聲波的關(guān)系，可以通過(guò)探測(cè)聲波提前預(yù)警。超級(jí)計(jì)算機(jī)能算出這些關(guān)系人類(lèi)未來(lái)生存和發(fā)展的大科學(xué)問(wèn)題，這就是超算發(fā)展的根本驅(qū)動(dòng)力。

  “超級(jí)計(jì)算機(jī)是高度復(fù)雜的科學(xué)構(gòu)體，就像能夠預(yù)知未來(lái)的水晶球。”杰克•唐加拉說(shuō)，“未來(lái)氣候變化、星系撞擊、藥物設(shè)計(jì)，這一切都可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬。高性能計(jì)算讓我們能夠更深入地觀察問(wèn)題，解析度和結(jié)果的逼真度更高，當(dāng)然，求得結(jié)果的速度也更快。比如天氣預(yù)報(bào)。如果計(jì)算機(jī)很慢，要想知道明天天氣怎樣，也許得24個(gè)小時(shí)。那么運(yùn)算就失去意義了——24小時(shí)后你完全可以朝窗外看看天氣怎樣即可。因此，我們要求計(jì)算機(jī)速度快、求解精確，這兩項(xiàng)指標(biāo)都得靠高性能運(yùn)算。”

  從天河二號(hào)與此前超級(jí)計(jì)算機(jī)的對(duì)比，我們也能看到超級(jí)計(jì)算機(jī)的性能進(jìn)步對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題的影響。用于科研：回溯地球上的氣候變遷歷史，天河一號(hào)可以模擬2000年前的變化，天河二號(hào)則可以模擬到5000年前甚至更遠(yuǎn)。用于藝術(shù)：電影《阿凡達(dá)》動(dòng)漫渲染制作耗時(shí)一年多完成，如果用天河二號(hào)，僅用１個(gè)月就可完成。用于工業(yè)：傳統(tǒng)手段研發(fā)新車(chē)要經(jīng)過(guò)上百次碰撞實(shí)驗(yàn)、歷時(shí)兩年多才能完成，而利用天河二號(hào)進(jìn)行模擬，只需3到5次實(shí)車(chē)碰撞、兩個(gè)月即可實(shí)現(xiàn)。

  事實(shí)上，想用天河二號(hào)做算術(shù)題的用戶已經(jīng)排上了大隊(duì)。天河二號(hào)將作為廣州超級(jí)計(jì)算中心的主機(jī)，在2013年下半年安裝交付。而國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心主任劉光明透露，天河二號(hào)研制成功后，很多天津中心天河一號(hào)的老用戶已經(jīng)迫不及待地提出對(duì)天河二號(hào)的使用申請(qǐng)。

  超算是一種能力，這種能力可能用于各個(gè)方面。只要發(fā)現(xiàn)規(guī)律、建立數(shù)理模型、寫(xiě)出應(yīng)用軟件，就能把超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力轉(zhuǎn)化為具體成果。超級(jí)計(jì)算機(jī)到底能算啥？那要看你能教它算啥。