美国首台E级超算为何登顶?外媒:中国没参加排名

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亚洲技术信息项目(Asian Technology Information Program)主任大卫·卡哈纳最近发布的报告显示,中国首台E级超算已经运行一年多,第二台E级超算也已开始运行,但都没有参与全球超算排名,也没有正式亮相。

► 文 观察者网 吕栋

当地时间5月30日,国际超算组织“TOP500”发布的榜单显示,美国最新推出的E级(每秒浮点运算百亿亿次)超算“Frontier”成功登顶全球,连续两年“霸榜”的日本超算“富岳”排名落到第二,芬兰新部署的超算“LUMI”挤进前三,成为欧洲超算领域的代表。

本次榜单中,以往连续多年登顶榜单的中国超算并没有出现在前五名中。由于欧美新型超算的出现,上届排名第四的“神威·太湖之光”这次被挤到第六,国家超算广州中心的“天河二A”由上次的第七降到第九。从榜单数据来看,中国超算已明显落后于美日欧的顶级超算。
然而有意思的是,就在本次榜单发布不久前,英媒《金融时报》曾以《美国急于在超算竞赛中赶上中国》为题发布报道称,中国已在美国之前实现E级超算,首台E级超算已经运行一年多,只是没有参加排名,“中国企业现在更关注国内竞争,而不是国际对手在做什么”。

美国首台E级超算为何登顶?外媒:中国没参加排名

美国首台E级超算“Frontier”

美国首台E级超算为何登顶?外媒:中国没参加排名

美国首台E级超算露面
全球超算500强榜单由“TOP500”编制,每半年发布一次。
2022年上半年的榜单显示,排名第一的是美国能源部下属橡树岭国家实验室(ORNL)的超算“Frontier”。该超算基于最新的HPE Cray EX235a架构,配备AMD EPYC(霄龙)64C 2GHz处理器,拥有约873万个内核,并依靠千兆以太网进行数据传输。
根据Linpack基准测试,“Frontier”峰值性能达到1.102 Exaflop/s(每秒110.2亿亿次)。
“TOP500”在新闻稿中评论称,Frontier成功突破了1Exaflop的障碍。这使得该超算不仅成为有史以来最强大的超算,也是第一台真正具有百亿亿次浮点运算能力的机器。
值得注意的是,Frontier在提供惊人算力的同时,能效也十分出色。“TOP500”指出,Frontier的能效达到52.23 Gigaflops/W,在“GREEN500”榜单上位居第二,仅次于美国的Frontier TDS系统,这体现出提高能源效率正在成为高性能计算设施的重中之重。

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“TOP500”网站截图
本次榜单排名第二的是日本超算“富岳”,它曾在之前四次排名中位列第一,拥有约763万个内核,也是世界上第一台基于ARM架构处理器的超算。数据显示,“富岳”的Linpack基准测试峰值性能为442 PFlop/s(每秒44.2亿亿次),不到“Frontier”的一半。
在富岳被Frontier超越后,《日经亚洲评论》5月30日报道指出,日本面临的问题是如何制定“后富岳”时代的战略,开发大型超算需要近8亿美元预算,而日本的公共财政状况正不断恶化。在全球超算竞赛中,日本正努力跟上领先者的步伐。
榜单第三名由芬兰的新来者“LUMI”占据。该超算与Frontier一样,使用的是AMD第三代EPYC处理器,拥有约111万个内核。根据Linpack基准测试,这台隶属于欧洲高性能计算联合事业部的超算,性能为151.9 Pflop/s(每秒15.19亿亿次),略高于排名第四的美国超算“Summit”。
前十名中,还有一位来自法国的新来者“GENCI-CINES”。该超算Linpack基准测试性能为46.1 Pflop/s(每秒4.61亿亿次),排名第十,同时是欧洲排名第二的超算,仅次于LUMI。
榜单四到九名,都是以往长时间排名靠前的超算。
例如,第四、第五分别为美国超算“Summit”和“Sierra”,第六是中国超算“神威·太湖之光”,第七、第八是美国超算“Perlmutter”和“Selene”,第九是中国超算“天河二A”。
其中,“神威·太湖之光”部署在国家超算无锡中心,采用的是申威SW26010 260C处理器,拥有约1065万个核心,Linpack基准测试峰值性能为93.01 PFlop/s(每秒9.30亿亿次),2016年部署以来曾连续四次登顶全球。
“天河二A”目前部署在国家超算广州中心,采用的是英特尔Intel Xeon E5-2692v2 12C处理器(也是本次榜单前十名中唯一采用英特尔处理器的超算),拥有约498万个核心,Linpack基准测试峰值性能为61.44 PFlop/s(每秒6.14亿亿次),运行的是麒麟操作系统(Kylin Linux)。
在“神威·太湖之光”之前,“天河二号”曾连续六次位居全球超算榜单第一。

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中国超算“神威·太湖之光”(资料图)
超算是专门用来解决计算规模超级大、数据量超大、超复杂的科学、工程和产业问题的计算机,一直是大国争夺的科技制高点,它可以被用于高度复杂系统的模拟,例如气候模型和核爆炸影响的预测,还可以被用于汽车、材料、制药等诸多行业。
英国专家甚至表示,在破解加密等机密领域的使用,也可能使超算成为国家安全方面的关键工具。
今年3月初,中山大学国家超算广州中心主任卢宇彤在接受采访时指出,中国超算之所以能在短短30年内,实现跨越式发展,首先是巨大的需求推动。进入21世纪,无论是前沿科学研究、重大工程建设、还是产业技术创新,都对超级计算有着巨大的需求。更重要的是,中国超算研究团队在同等时间内付出更多努力,取得更多技术创新。
然而,在“神威·太湖之光”等超算连续霸榜多年后,中国超算近两年在“TOP500”榜单中表现并不显眼。尤其是随着美国首台E级超算的亮相,更显得中国超算已经“掉队”。但这是否真的意味着中国这个超算大国已在全球竞争中落后?

美国首台E级超算为何登顶?外媒:中国没参加排名

外媒称中国E级超算没有参加排名
美国首台E级超算亮相,其实早已在业内预料之中。
5月18日,英国《金融时报》就曾发布报道称,美国正在组装测试E级超算,意味着该国即将进入超算新时代,计算性能实现十年一次的飞跃,这将对气候变化研究和核武器试验等多个领域产生重大影响。
但该报道话锋一转又表示,通常由这些突破引发的全国性“自豪”可能会被压制,因为中国已经率先实现了E级超算,并且在建设新一代超算的道路上走的很好,目前处在领先地位。

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英国《金融时报》报道截图
亚洲技术信息项目(Asian Technology Information Program)主任大卫·卡哈纳最近发布的报告显示,中国首台E级超算已经运行一年多,第二台E级超算也已开始运行,但都没有参与全球超算排名,也没有正式亮相。英媒称,该项目的研究被广泛认为是最权威的。
实际上在半年前“TOP500”上一次榜单发布时,美国科技媒体“The Next Platform”就曾发文称,中国正在运行两台E级超算,分别是“神威·海洋之光”(Sunway Oceanlite)和天河三号(Tianhe-3)。
根据该报道,“神威·海洋之光”是“神威·太湖之光”的继承者,采用拥有4200万内核的处理器。在Linpack基准测试中,其峰值性能达到每秒1.3百亿亿次。如果这一数据属实,“神威·海洋之光”的峰值性能,要高于本次榜单第一的美国超算“Frontier”。
中国其实早就在E级超算领域展开布局。2020年1月,国内就有官方媒体报道称,神威E级原型机、“天河三号”E级原型机和曙光E级原型机等三个不同技术路线的原型机系统已全部完成交付。
美国超级计算专家杰克·唐加拉(Jack Dongarra)表示,中国的超级计算项目可以追溯到20多年前,它的发展导致该领域出现一种“令人震惊的局面”,中国现在领导着世界,“我认为,他们能够在很短的时间内建立一个基于他们自己技术的系统,这令人印象深刻”。
在本次“TOP500”榜单中,中国共上榜173台超算,占据榜单总数的34.6%,与上期持平,是上榜超算数量最多的国家。而美国从上期的149台上榜超算降到本期的127台,占比为25.4%。换句话说,中美两国的超算占据了“TOP500”的60%,排在第三的日本占比为6.8%。

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“TOP500”超算国家和地区分布
观察者网注意到,如果以供应商来排名,中国企业同样占据着主要地位。在本次“TOP500”供应商榜单中,联想以提供160台超算排名第一,浪潮提供了50台超算,曙光提供了36台超算,华为提供了7台超算。这四家企业提供的超算占据了全球超算500强榜单的51%。
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“TOP500”超算供应商份额
在全球超算竞争中,美国曾不断以政治手段对中国超算发展加以阻挠。2019年,美国曾对中国5家与超算相关的实体进行出口管制,一年后又将7家中国相关实体列入“实体清单”。《金融时报》称,美国第二波制裁是在中国首台E级超算开始运行后的一个月内实施的。
亚洲技术信息项目主任卡哈纳称,虽然美国正在开发三台E级超算,但中国的计划更多。他在一份研究中称,中国企业现在更关注国内竞争,而不是国际竞争对手的所作所为。卡哈纳甚至建议,随着全球竞争加剧,美国应该考虑放松对华制裁以“深入了解”中国超算的发展。
但需要指出的是,尽管外媒宣称中国超算技术领先世界,但如果以每台超算的平均算力来看的话,中国超算的整体实力似乎仍逊于日美。
根据本次“TOP500”榜单,中国以173台超算实现了5.3亿GFlops的实测性能(Rmax),而美国以127台超算实现了20.8亿GFlops的实测性能,日本更是仅凭34台超算就实现了6.3亿GFlops的实测性能。在供应商方面,联想以160台超算提供了4.47亿GFlops的实测性能,而美国慧与科技(HPE)以96台超算提供了19.29亿GFlops的实测性能。

美国首台E级超算为何登顶?外媒:中国没参加排名

“TOP500”超算供应商提供的算力份额
当然,这其中可能存在如外媒所说的中国E级超算没有参加排名的影响。
今年3月,中山大学国家超算广州中心主任卢宇彤在接受中新社采访时评论称,目前美国仍是超算领域最具竞争力的国家,日本超算系统研制和应用的水平比较高而且有特色,欧洲虽然在超算系统研制方面投入比较少,但他们的超算应用能力比较强。中国近年来超算系统和应用都取得了快速的发展,进入世界领先行列,世界超算领域各国交替领先的态势仍将持续较长时间。
她同时透露,基于自主技术的新一代E级计算系统研制方面,中国的进展比较顺利。中国将运用E级超算,支撑超高分辨率气候气象预报、大规模航空航天数值风洞、地震地质研究和油气能源勘探、生命科学与基因工程等一系列超大规模计算与模拟。在未来相当长时间内,超算仍将是唯一的高端计算平台,也是世界各国激烈竞争的重点领域。
附:2022年5月“TOP500”超算榜单前十名
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全球500强超算国家分布:
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全球500强超算供应商:
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来源|观察者网

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