中國超算「神威」到底強在哪兒
2016/09/20
超級電腦排行榜在每年6月和11月發佈。2011年日本理化學研究所的「京」連續2次排名第1,但第二年就被美國的「紅杉(sequoia)」和「泰坦(Titan)」超越。自2013年至去年,中國的「天河2號」連續6次排名第1。
但是,天河2號的核心處理器是由美國英特爾製造。美國政府去年2月以中國天河2號被用於核開發為由,禁止美國企業出口超級電腦零部件,因此天河2號無法完成此前計劃的更新。
而在這個時候,中國國家並行電腦工程技術研究中心(NRCPC)製造了「神威」,其核心採用了中國自主研發的處理器。今年6月的500強排行榜中「神威」終於摘下面紗,在比拼運算速度的競爭中打敗對手奪得第一。
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中國的新型超級電腦「神威太湖之光」(中國國立超級電腦中心) |
此外,在競爭每瓦運算速度節能性能的「綠色500強」榜單中「神威太湖之光」也排在第3位。排在第1和第2位的是日本的2台專門強化過節能性能的特殊超級電腦,可以説在高速運算設備中,神威也是高居榜首。創建500強排名的美國電腦學者傑克·鄧格拉(Jack Dongarra)對此讚嘆不已,稱「中國製造處理器已經迅速超越了美國製造」。
神威之所以能兼顧速度和節能這2方面,被認為是因為借助大量處理器並行來提高運算速度,同時通過降低耗電極大的記憶體性能來削減能耗。
雖然 500強主要是比賽運算速度,對記憶體的性能要求不高。但是現實情況中的科學運算會更加複雜,記憶體的性能可能會對運算速度産生明顯影響。
然而神奇的是,神威在競爭大數據分析速度的「Graph500強」中也闖入第2名。「神威」被認為是通過精密優化數據存儲、調用和通信等功能來彌補記憶體性能的不足,東京工業大學教授松岡聰表示「這簡直令人震驚」。同時,「神威」在工學領域用於解決複雜難題的「高性能共軛梯度(HPCG) 」測試中也排在第3位。
目前「神威」已經被用於氣候模擬等方面,並且其運算獲得的優秀成果已入圍了貝爾·戈登獎(Gordon Bell prize)今年的最終評選。
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與此相比,日本的超級電腦「京」在500強中的排名較4年前構建完成時逐漸下滑,此次排名第五。不過在更為接近現實運算的Graph500排名中,連續3屆位居首位,HPCG測試中也超過「神威」,排名第二。
「京」與「神威」背後的設計思想有很大的不同, 「京」是通過擴充海量記憶體,可廣泛應對各種現實運算的超級電腦。在500強中速度雖然僅為「神威」的九分之一,但「京」即使面對複雜的運算也不容易減速。
「神威」雖然排名比較靠前,但被認為其適合的領域有限。松岡表示「神威」「對於用戶而言是比較難用的機器」,這點不可否認。「京」雖然速度比「神威」「慢,但可支援海量運算,鄧格拉認為,「(京)是一款性能比較均衡的超級電腦」。
目前日本政府正在推進的「Post 京」研發將延續「京」重視易用性的設計思路。設計時制定了9個重點課題,為了方便廣大用戶使用,對電腦進行了精細調整。
排名雖然看起來十分明瞭,但對超級電腦的評價不能只看排名。日本也有很多相關人士表示,「超級電腦要有用才行」。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網)岩井淳哉
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