中国超级计算机超过美国

●本报驻德国特约记者　青木 ●本报记者 刘扬 ●任重

“超级计算机：中国超过美国！”第47次全球超级计算机500强榜单20日在德国法兰克福会议期间正式发布：中国的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。令人最振奋的是，与使用英特尔芯片的“天河二号”相比，“神威·太湖之光”使用的是中国自主知识产权的芯片，由中国自主开发，而且速度更快、更节能！据悉，“神威”一分钟计算能力，相当70亿人用计算器不间断算32年！不仅如此，“兵马俑军团还以数量和整体性占优”，此次中国跻身500强的超算总数量也达到史无前例的167台，首次超过美国列第一。外媒纷纷发出感慨：“这是‘中国制造’成功转型的一个象征”“中国的高技术战略正在结出果实”“中国已在这场比赛中大幅领先”……中国超级计算机领域权威专家张云泉20日对《环球时报》记者说，核心处理器的自主化此前一直是中国超算的一大弱项，但美国的芯片禁运恰恰“倒逼”中国研制出完全国产的处理器。

“TOP500”中国双第一

“中国‘神威·太湖之光’成为超级计算机的领导者。”德新社20日发自法兰克福的报道称，国际超级计算机“TOP500”组织当天发布的榜单显示，中国继续在500强榜单上领跑，而且排名比去年更好。排在榜首的是由中国国家超级计算无锡中心研制的“神威·太湖之光”，浮点运算速度为每秒9.3亿亿次，据《华尔街日报》报道，“神威·太湖之光”的运算速度为此前3年处在该榜单首位的“天河二号”的两倍以上，大约是目前排名第三的美国领先超级计算机系统的5倍。“神威·太湖之光”使用的是中国自主知识产权的芯片。“TOP500”组织在一份声明中写道：“中国在国际TOP500组织第47期榜单上保持第一名的位置，凭借的是一个完全基于中国设计、制造处理器而打造的新系统。”

排名第二的就是来自中国广州的“天河二号”，浮点运算速度为每秒3.386亿亿次。这次500强榜单还有一个重大变化是，美国入围的超级计算机总数量首次被中国超越。中国现在入榜的超级计算机数量达到167台，美国则是165台。

全球超级计算机500强榜单由国际“TOP500”组织每半年公布一次，在德国和美国轮流举行。可能很多人都想不到，一年前，中国在“TOP500”榜上的超级计算机还仅有37台。2015年11月，中国上榜的计算机猛增到109台，超过欧洲与日本，排名第二。又过了仅仅半年时间，中国入榜的超级计算机数量达到167台，世界第一。

这次榜单前十名除了“神威·太湖之光”与“天河二号”外，第3到第10名依次为，美国的“泰坦”与“红杉”、日本的“京”、美国的“米拉”和“三一”、瑞士的“代恩特峰”、德国的“花尾榛鸡”和沙特阿拉伯的“沙欣II”。

“超级计算机：中国超过美国！”德国IT专业杂志《Heise》网络版20日以此为题作了报道，并刊登了一张中国秦朝兵马俑的照片，“全球超级计算机大会伴随着一声巨响启动：中国现在在全球超级计算机500强榜单上不仅占据着最快超级计算机的前两名，兵马俑军团还以数量和整体性占优。”

美国禁运倒逼中国自主化

正在德国出席TOP500颁奖活动的中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉20日对《环球时报》记者表示，“神威·太湖之光”是国内第一台全部采用国产处理器构建的世界第一的超级计算机。它是根据国家科技部863计划研制的，研制周期用了接近3年，但之前的预研时间无法估算。“其实，我们在去年底就知道‘神威·太湖之光’具有拿世界冠军的能力，但当时出于保密考虑一直没有对外发布。”

对于中国超算的国产化情况，张云泉介绍说，按照评估，“天河”系列的国产化程度是70%左右，济南超算中心的“神威蓝光”超级计算机能达到85%以上，“神威·太湖之光”的处理器则是全国产的。

“中国已在这场比赛中大幅领先”，美国劳伦斯伯克利国家实验室副主任西蒙称，超级计算机系统的每一部件均在中国本土制造意义重大。该实验室是超级计算机的主要用户，协助编制全球超级计算机500强名单。“TOP500”网站评论说，“神威·太湖之光”的性能结束了“中国智能依靠西方技术才能在超算领域拔得头筹”的时代。

“凭借一套搭载本土自主研发处理器芯片的世界一流超级计算机系统，中国巩固了在这一计算机最高领域的领导地位。”《华尔街日报》20日称，“神威·太湖之光”是中国首台未使用美国芯片技术且运行速度排名世界第一的计算机。“此前位列第一的‘天河二号’使用了英特尔公司研发的芯片，去年出台的一项美国出口禁令使该系统未能获得升级所需芯片。”

正如《华尔街日报》所说，我国863计划持续支持超级计算系统的研发，但在处理器设计制造方面，相当一段时间都不能摆脱受制于人的局面。2015年4月，美国商务部发布公告，决定禁止向中国4家国家超级计算机机构出售“至强”(XE?ON)芯片。当时张云泉在接受《环球时报》专访时表示，禁售短期内可能造成“天河二号”升级计划拖延，但长期来看“是倒逼中国推进超算国产化战略的重要机遇”。

专家的话可谓一语中的。时隔一年，张云泉20日再次接受《环球时报》采访时，他对国产处理器发展得这么快、并且夺得世界冠军充满感慨。他表示，美国的芯片禁运反而缩短了中国的研制周期，使我们搞出了完全自主的高性能处理器和完全自主可控的超级计算机，“西方的芯片禁运对中国可谓利大于弊”。

“现在美国必须反击”

20日公布的超算最新榜单看来使美国感到了挑战。榜单主要编撰人、美国田纳西大学计算机科学家唐加拉对《华尔街日报》表示，拥有“神威·太湖之光”速度级别的美国系统“要到2018年才能运行”。唐加拉表示，“神威·太湖之光”系统由近4.1万个芯片组成，每个芯片上有260个被称为处理器核心的小型计算引擎，设计人员可以借此将1065万个处理器核心装入40个机柜。相比之下，美国指令周期最快的超级计算机上只有约56万个处理器核心。“神威·太湖之光”不仅功能强大，而且非常节能。唐加拉还说，在2001年，中国还没有任何一台超级计算机上榜，到今日中国已超过美国，没有其他国家有这样快的增长速度，中国超级计算机数量不断增加，已成为趋势。

美国彭博新闻社20日称，中国的这项成绩是对美国全球技术主导的“威胁”，这是其努力打破对进口技术依赖的一项突破，这台新机器意味着世界人口最多的国家“以后也会减少对美国国防技术和安全技术设施的依赖”。

“美国人从来没有这么糟糕过，现在美国必须反击。”德国《Heise》杂志网络版20日说。“超级计算机也是美中军备竞赛一部分”，“德国之声”去年8月曾报道说，奥巴马总统打算让美国建造一台更快的超级计算机，其运算速度将比“天河二号”快30倍，从而帮助保持美国在科研领域的领先地位。而曾担任奥巴马总统网络安全顾问的刘易斯表示，超级计算机能够协助开发更好的武器、破译密码，因此也是“美中两国间不断升级的军备竞赛的一部分”。

美国“前沿”网站20日评论说，中国超级计算机成为世界最快机器，“凸显了美国在这一被视为对科学和国防至关重要的技术领域的主导地位正在下降”。

“中国超级计算机大跃进”，德国新闻电视台20日表示，中国从默默无闻的入榜者，一跃成为世界超级计算机“无可争议的领先者”，用了不到10年时间。超级计算机一直是世界超级大国美国的一个高技术标签。现在，美国在这一领域整体性落后于中国。未来，美国势必希望重新夺回这一位置。

对此，张云泉表示，现在中国在芯片设计及体系架构方面并不比美国差，甚至有些地方还有些超前，但整个软件的生态系统比较薄弱，需要用很长的时间将软件的指令系统和应用环境建立起来，之后还要建立自己的用户群，而这些都是非常费时费力的过程，也是决定一种处理器成败的关键。

中国首次入围“戈登贝尔”奖

“超级计算机‘中国制造’”，德国财经网20日称，中国在全球超算500强榜单上首次整体性领先，是“中国制造”成功转型的一个象征。167台超级计算机入榜背后是中国强大的计算机技术集团军。除了国家的研究中心，还有联想、浪潮、中科曙光、华为等企业力量。中国的高技术战略正在结出硕果。

超算发展是速度之争，更是应用之争。《华尔街日报》20日说，长期以来，超级计算机一直被各国政府用来破解密码或发展核武器，也被用于民用领域，例如天气预报、石油勘探以及设计汽车和药物等产品。张云泉20日对《环球时报》记者介绍，超级计算机主要用来解决普通计算机不能解决的问题，它可以将运算时间大幅缩短、求解的问题规模更大、求解的精细度更高。比如精准的天气预报，如果没有超级计算机的强大运算能力，这是完全无法实现的，此外超算还在制药、飞机设计、材料领域的各种研究，基因排序、精准医疗等很多与生活息息相关的领域进行应用。

有报道称，国家超级计算无锡中心已经承接了国内30多个重大应用项目。其中，清华大学地球系统科学研究中心在“神威·太湖之光”计算机系统上首次实现了百万核规模、高分辨率的地球系统数值模拟。清华大学研究人员薛巍对媒体说，“有了这套计算机系统，我们可以在30天内完成未来100年的地球气候模拟，这在之前是不可想象的。”

据了解，被称作超算应用领域诺贝尔奖的“戈登贝尔”奖，从1987年设立以来，中国团队从未入围过。今年，基于“神威·太湖之光”系统的3项全机应用已经入围，占全部入围数量一半。这三项应用分别为中科院软件所与清华大学、北师大合作的“全球大气非静力云分辨模拟”；国家海洋局海洋一所与清华大学合作的“高分辨率海浪数值模拟”；中科院网络中心的“钛合金微结构演化相场模拟”。▲