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(jì)算機(jī)（簡稱“E級超算”）原型系統(tǒng)研制項(xiàng)目。據(jù)介紹，中科曙光、國防科技大學(xué)以及江南計(jì)算技術(shù)研究所已同時獲批牽頭E級超算的原型系統(tǒng)研制項(xiàng)目，齊力爭奪超算領(lǐng)域的“下一頂皇冠”。

中科院計(jì)算所研究員、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會高性能計(jì)算專委會秘書長張?jiān)迫?日告訴《環(huán)球時報(bào)》記者，業(yè)界公認(rèn)超算的運(yùn)算速度每提高10倍，就算提升一代。E級超算是指每秒可進(jìn)行百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算的超級計(jì)算機(jī)，而目前全球速度最快的中國“太湖之光”超級計(jì)算機(jī)保持的記錄是每秒9.3億億次。

E級超算被公認(rèn)為“超級計(jì)算機(jī)界的下一頂皇冠”。據(jù)介紹，超算領(lǐng)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(yùn)算速度最快的寶座后，美國總統(tǒng)奧巴馬于2015年下令，首次讓國防部、能源部和國家科學(xué)基金會三大機(jī)構(gòu)與大型企業(yè)和大學(xué)聯(lián)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(fā)計(jì)劃，并預(yù)計(jì)在2020-2024年實(shí)現(xiàn)。中國也將百億億次超算的研究寫入了國家“十三五”規(guī)劃中。

超算的運(yùn)算速度更快，意味著可以求解更龐大的課題、讓計(jì)算的精度更準(zhǔn)，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(jìn)行數(shù)值模擬的“地球模擬器”，建立當(dāng)前最高分辨率的短期氣候預(yù)測系統(tǒng)，使日本的年際氣候預(yù)測水平世界領(lǐng)先。中科院與曙光公司也在聯(lián)合研制“地球數(shù)值模擬裝置”原型系統(tǒng)。張?jiān)迫硎?，E級超算將主要用于全球氣候變化、新藥物設(shè)計(jì)、空氣動力學(xué)的研究（例如大飛機(jī)的設(shè)計(jì)或汽車的防撞測試）等領(lǐng)域。在天文大數(shù)據(jù)的處理以及現(xiàn)在很熱門的深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域，E級超算也大有用武之地。

不過張?jiān)迫榻B說，E級超算實(shí)現(xiàn)起來還有幾面“技術(shù)壁壘墻”需突破。首先是“存儲墻”，由于超算的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，當(dāng)數(shù)據(jù)密集到一定程度時，存儲訪問內(nèi)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(yīng)限制在20或30兆瓦內(nèi)。而即便當(dāng)前能耗比較好的“太湖之光”與這個指標(biāo)相比，也還差了一個量級。此外還有“可靠性墻”，預(yù)測E級超算將有上億同時運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，現(xiàn)有技術(shù)很容易在一小時甚至幾分鐘內(nèi)出錯，系統(tǒng)的可靠性成為很大挑戰(zhàn)。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(jìn)的服務(wù)器冷卻技術(shù)——全浸沒式相變液冷技術(shù)，能一次性解決全部元件的散熱問題，同時能大幅提升系統(tǒng)的可靠性?！R俊）