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第三只眼看超級計算機500強榜單

時間:2019-06-27 10:56:28  來源:新華網 放大 縮小 默認

  近日,在德國法蘭克福舉行的第34屆國際超級計算大會上,最新的全球高性能計算機500強榜單(以下簡稱500強榜單)公布。美國的兩臺全球高性能計算機“頂點”(Summit)和“山脊”(Sierra)排在前兩位。來自中國的神威·太湖之光和天河二號名列第三和第四名。

  消息甫出,便成為焦點新聞。隨即也有另一種觀點出現,對于一般人而言,這個500強榜單,重要嗎?

  比拼速度為的是什么

  會提出這個問題的,可能多半是非計算機專業人士。

  如果從宣傳角度來看,新華社、光明日報等眾多主流媒體都對500強榜單做了報道,這從一個側面可以看出,榜單還是比較重要的。

  多數媒體在報道500強榜單時,都強調了浮點的運算速度,其實這一概念顯示的是計算機的運算速度。比如,位列榜單第一名的“頂點”,其浮點運算速度就達到了每秒14.86億億次。因其運算速度極快,高性能計算機也被稱為超級計算機或超算。

  計算機的運行速度快,這一點意義重大。國家超級計算廣州中心主任盧宇彤告訴科技日報記者,如果想讓天氣預報可預測的時間多一天,那么對參與數據計算的計算機的性能要求就得提高一個數量級,大約10倍。

  就是為了快這24小時,數據的計算量增加了數倍,如果計算機不夠快,可能等機器算出結果后,48小時都過去了,也就失去了預報的意義。

  許多科學家都希望,能早點用上超算。

  幾年前,記者曾在中國科學院大氣物理研究所,參加過幾次地球系統數值模擬裝置立項研討會。與會專家們想用超算來研究地球系統的大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈之間的相互聯系。其中涉及每個圈層的觀測、研究數據量都是極大的,單獨完成一個圈層的數據研究,可能就得使用一個超算。而要把這5個圈層聯合起來研究,就需要運算速度更快的超算才行。

  每年參會圖的是什么

  其實,我們還可以把500強榜單看成是業界研究機構及廠家的商業競爭成績單。參與榜單評選和參加超算展會的機構或廠商之間都是競爭關系。專家們共同制定了評選標準,各國相互比拼誰的超算最快、應用最廣。榜單公布結果,公平公正,省得自吹自擂。

  當然榜單的第一名肯定是耀眼的明星。這次的冠軍、美國超算“頂點”,已連續第三次奪冠,借助500強榜單展示其不俗的實力。

  然而,一些廠家雖沒擠進前10名,但依然要參加每年的展會。那他們圖什么呢?

  這些廠家一方面是為了展示自己的最新技術,了解國際最尖端的超算發展水平,通過技術和產業交流,共同促進全球超算發展;另一方面,他們也是為了品牌和市場效應,通過在大會上進行展示,讓業界其他國家了解自己的技術和應用水平,進一步拓展國際品牌知名度并開拓國際應用市場。

  從這個意義上說,此次在法蘭克福參展的中國廠家,如聯想、中科曙光、浪潮、華為等,在全球超算專家及用戶面前展示了他們最新的超算技術及成果。

  參展廠家“秀”的是什么

  超算廠家參加500強榜單的評選,憑的是自己的產品技術。而廠家到超算展會上現場展示產品,“秀”的也是自己產品的最新技術。中科曙光高性能計算產品事業部總工程師戴榮博士說,計算速度最快的超算,一定是應用了最先進的技術。

  如今超級計算機的發展,面臨許多技術性問題。廠商要想獲得技術進展,不但要解決集成電路的散熱問題,還要解決計算機功耗高等一系列難題。

  中科曙光此次就把“新一代硅立方高性能計算機”帶到了會場。這款機器采用了浸沒式液冷技術,計算機系統的電能使用效率值可降至1.04以下,相當于40瓦的功率即可冷卻1000瓦的設備,而傳統的風冷系統則需要500瓦到1000瓦的功耗。在同等計算能力的前提下,應用該技術可節省40%的耗能。此外,采用這種液冷系統,其余熱量還可被二次利用,比如用于樓宇的供暖等。

  除散熱和節能優勢外,此超算系統,還應用了最新的網絡技術。現在超算的計算核心數目已從最初的幾十萬個擴展到如今的幾百萬個,各計算單元如何保持高效互連與協同是一個巨大的技術難題。假如把兩臺互相協作的機器比作兩人在工作,它們二者要“對話”,即通信互動需要即時進行,不能一方發出信號,另一方經過很長時間才回答,這樣會影響系統的效率。

  戴榮說,一臺超算系統內任意兩個節點之間的通信和響應時間越短越理想,高帶寬、低延時是最理想狀態。“在我們的新機器里,就應用了這種高帶寬、低延時的高速網絡技術。”

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