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美国首台E级超算登顶全球,中国却销声匿迹,超算之争为何落后?

2024-05-23 67

2022年5月30日,国际机构“top500”对外公布了全球超级计算机500强名单。在该份名单中,美国E级超算位列榜首,日本和芬兰的超算位列二三,而我国的两台超算却跌出了前三,“神威太湖之光”和“天河二号”分别位于第六位和第九位。

国家科技水平的标志——超算

国家科技水平的标志——超算

世界上第一台通用计算机由美国人发明,人类从此告别了传统、落后的计算方式,进入了电子时代。之后随着科技的不断进步,计算机完成了几代的革新,不过随着大数据时代的到来,原有的计算机已经不适用于海量信息的计算和运转,作为普通计算机的进阶版,超级计算机随之产生,也就是我们所说的“超算”,它们将在军事、天气、医药、社科等方面有着重要作用。

超级计算机的特殊之处体现在它处理数据的速度上,我们普通的家用电脑,中央处理器大约是每秒进行50亿次二进制计算,而超算可以是这个速度的几百倍,大大节省了数据处理的速度

超算能够在速度上胜人一筹,主要是因为它的规模巨大,普通计算机只有一个八核的中央处理器,而超算却拥有成千上万个十核的中央处理器,一个超算的规模都可以抵得上一个计算机机房了。

美国是最早在这个领域投入研发的国家了,早在上世纪五十年代,为了满足国防和军事发展的需求,美国就开始研发超算。在十几年后,全世界的超级计算机技术基本上都被美国主导,1963年,世界第一台超级计算机CDC6600在美国问世。美国一直是该领域的强者,并且已经构建了三大E级“超算”体系

世界上另一个科技大国日本也不甘落后,在八十年代开始里自己的超算技术研发,政府采取了大规模的补贴政策,支持超级计算机项目。日本投入十亿美金打造的超算也曾连续多次登顶世界榜首,展现出了该国不俗的超算实力

自此以后,我国在超级计算机领域迎来了巨大的变化,“天河”、“银河”、“曙光”、“深腾”、“神威”等不同系列的超算腾空而出,使我国的超算水平逐渐提高,紧跟世界的脚步。

经过科研工作者近三十年的不断努力,在2010年,中国的“天河一号”超算问世,并且高居TOP500榜单的首位,从2013年以后的三年间,“天河一号”都蝉联了世界榜首。

到了2016年,“天河一号”被挤下神坛,而正是被中国国产的“神威太湖之光”所取代,中国将超算的速度提升了整整一倍!我国现有国家超级计算机中心八所,如此辉煌的成绩标志着我国对超算技术的掌握程度已达到了世界顶级水平,并且在全世界拥有主导性话语权。

现在是一个科技的时代,谁掌握了科技谁就掌握了发展的主动权,而所有的科技都以计算机技术为基础。5G技术、物联网、人工智能、大数据等技术不断创新,倒逼着计算机技术的革命。可以预见,超级计算机将是未来社会运转的保障,各国也争先恐后地研发超算,力争走在世界的前列。超级计算机已经成为了当今科技发展水平的重要标志。

国家科技水平的标志——超算

中国超算发展已经落后了吗

中国常年占据超算榜单的榜首地位,但现在却跌出了前三,被美日欧超过,这真的代表着中国已经落后了吗?要搞清事情的真相,我们先从超算的核心说起。

超级计算机本质上还是计算机,所以核心就是芯片。近些年来,我国芯片行业发展较为缓慢,许多重要领域的芯片全部要依靠进口。超级计算机作为世界顶尖技术,所需的芯片也是顶级的,我国暂时还无法制造这种芯片,需要从另一个科技大国——美国进口。

美国为了垄断高新技术,对我国采取了一系列的制裁政策,其中就包括芯片禁售。失去了芯片的来源,我国科技发展一时间陷入僵局。为了打破这一尴尬局面,我国自主研发芯片的计划提上日程,为了避免来自美国的进一步制裁,我国此后的芯片研发、超算研发都在保密中进行,从此以后中国在半导体领域取得的成果再也不对外公布

而此次TOP500榜单是基于各国主动上报的超算技术来生成的,也就是说如果中国不主动提供最先进的技术发展情况,此榜单上是无法显示的。美国在芯片领域制裁中国以后,中国就没有宣传过最新超算技术,更不用说向这个榜单主动公示超算的型号、功率、计算速度等重要参数了。

但是据报道,我国已经有了两台E级超算,它们分别是“神威·海洋之光”和“天河三号”。作为我国当前超算的领头羊,它们的运算速度都在每秒百亿亿次以上,可以和美国的E级超算媲美,但是由于保密的原因,这两台超算都没有出现在榜单上。所以不少人猜测,如果“神威·海洋之光”和“天河三号”对外发布了,那么这次排行也很有可能排在前列,甚至是第一的位置。

根据美国报纸的预测,中国E级超算的运算速度大约在1.3百亿亿次,是高于美国E级超算的,所以不必担心榜单前三没有出现中国的,这只是我国保密措施的体现,我国超算的实际能力并没有被美日欧超过。

并且只看榜单前列并不能全面反映一个国家的超算水平,在TOP500中,中国共有173台超算上榜,而美国只有126台超算上榜,比之前有下降。

所以在总榜中,中国所占的数量是高于美国以及其他国家的,这也从另一方面展现了中国超算水平并没有落后其他国家,仍然在世界上占有重要地位。

那这次超算前三名分别来自哪几个国家?他们的超算又是什么实力?

国家科技水平的标志——超算

国外知名超算

此次榜单中占据榜首的是美国名叫Frontier的E级超算,这台超算由橡树岭国家实验室研制,主要是为美国能源局和美国军方服务,也包括天气勘查、宇宙起源、模拟飞行等多个研究领域,它拥有1.102 百亿亿次的计算速度,比排名第二到第八的总和还要多。除了高速度以外,它还拥有超低的能耗,在绿色500强中同样占据榜首,令人惊讶。

“富岳”是日本研发的超算,在榜单中排名第二,但其运算速度仅为442千万亿次,还不到Frontier的一半。“富岳”由400台计算机组成,在生物制药和人工智能领域有着重要的作用,据日本报道,“富岳”的更新还在继续,他们的目标是突破1.051 百亿亿次运算速度,早日跟上美国超算的脚步。

LUMI是芬兰制造的超算,在榜单中位列第三。作为欧洲超算的代表,LUMI将为芬兰、比利时、丹麦、冰岛等十个国家提供技术支持,包括社科研究、工业制造、制药等多个领域。LUMI运用水力发电产生的能源,也是世界上最节能环保的超算之一。

天津、深圳、长沙、济南、广州、无锡,中国的八所国家超级计算机中心正在夜以继日地创造着巨大价值、为我国各行各业提供数据保障。作为第一个制造出超级计算机的发展中国家,中国这些年的脚步从未停止,面对来自美国的技术封锁,中国也在加紧研制自己的“杀手锏”,期待实现超算水平的再一次腾飞

作者:长胖丸 校稿编辑:小宛

原文链接:https://m.163.com/dy/article/HA2Q824P055343PH.html

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