美國重返全球超算500強榜首，中國超算怎樣應對？

科技日報記者 過國忠 通訊員 段芳

6月17日，新一期全球超級計算機500強榜單出爐：美國超算「頂點」以每秒14.86億億次的浮點運算速度再次登頂。此前連續4次在全球超級計算機中奪冠的「神威·太湖之光」位居第三。

這一消息傳來，盡管此次中國超算上榜數量蟬聯第一，但在業內仍引起反響。那麼，該如何看待美國超算重返榜首，重新找回「老大」的感覺？又該如何科學合理地來看待中國超算的發展？超算未來的發展趨勢是怎樣的？6月18日，科技日報記者採訪了超級計算領域的相關專家。

全球超算比的不僅是速度

最關鍵的在於應用

面對中國超級計算速度上被美國超越，針對外界各種各樣的議論與說法，國家超級計算無錫中心主任楊廣文認為，超級計算機被稱為「國家重器」，屬於國家戰略高技術領域，是世界各國競相角逐的科技制高點。但是，看一個國家超算的性能與技術水平，不能僅看它的速度，更多的應體現在實際應用上。要看它能否用得起來，並且用得好，是否能夠服務於國家特殊需要，服務於高新技術產業發展。

國家超級計算無錫中心先進製造部部長任虎告訴記者，「神威·太湖之光」計算機系統自2016年6月發布以來，以每秒超十億億次的浮點峰值計算能力、超千萬核心的並行規模，吸引了國內外大批頂尖團隊開展應用研發，取得了許多重大應用成果。

3年來，來自國內外各應用領域的科研院所、企事業單位共申請了1845個帳號，其中香港和台灣地區3個，國外用戶45個（包括美國、英國、俄羅斯、日本、澳大利亞、瑞士和新加坡等國家），共完成1200多萬個應用課題的解算任務。

這些應用課題，涉及天氣氣候、航空太空、船舶工程、海洋環境、石油勘探、生物信息、藥物設計、電磁仿真、量子模擬、先進製造、新材料、新能源等20多個應用領域，支持了包括科學與工程計算、大數據、人工智能領域的10多個國家重大專項和重點研發項目，200餘項應用課題達到百萬核心計算規模。

特別是其中22個大型應用能夠高效運行整機計算資源，並行規模達到千萬核心，並取得了一批高水平的應用成果。在6個入圍國際高性能計算應用領域最高獎——「戈登·貝爾」獎的重大應用中，「千萬核可擴展非靜力大氣動力學全隱式模擬」和「非線性大地震模擬」2個應用，分別獲得2016、2017年度「戈登·貝爾」獎。

「神威·太湖之光」成果

促使美國再次發力

「美國早已將中國視為最有實力的競爭對手，過去美國政府一直禁止向中國出售高性能計算晶片，就是意圖通過限售鎖死中國超算快速發展的腳步。」楊廣文說，近15年來，大陸從「一窮二白」，最終自主研制出世界上運算能力最強、速度最快的「神威·太湖之光」，這充分體現出大陸超算機器的研發水平，現在仍處於世界領先地位。尤其是在超算機器應用上，大陸已走在世界前列，充分顯示出了中國超算的實力，引起了世界超算界的高度關注。

「高性能計算對於國家安全、經濟競爭力和應對科學挑戰的能力至關重要，若算力不足，很難維持科技發展的持續領先。因此，美國要想繼續保持全球超級大國地位，需要在超算領域重回榜首。特別是中國超算取得的這些成績，對美國政府和研究機構觸動很大，其中‘神威·太湖之光’的問世，促使美國加大投入研發新一代超級計算機。」楊廣文說 。

楊廣文介紹，E級計算被公認為「超級計算機界的下一頂皇冠」，是國際上高端信息技術創新和競爭的制高點。E級超算指每秒可進行百億億次數學運算的超級計算機，比「神威·太湖之光」快8倍，主要滿足全球氣候變化模擬、天體物理大數據的處理、模擬宇宙的演化、新型材料驗證等重大計算需求。因此，發達國家都在搶占發展先機。

事實上，大陸面對未來一場新的挑戰與考驗，超前布局了下一代超算，在「十三五」國家重點研發專項中，重點支持三個不同技術路線的E級原型系統即「天河三號」、「曙光」機和「神威」機的研發。可以說，中國E級超算系統研發正在穩步推進。

「隨著國際競爭和形勢變化，中國超算的下一步目標是掌握關鍵核心技術，包括處理器、光電子元件、3D內存、新型存儲設備、應用軟件等，加大對大數據與人工智能等新興超算應用的支撐，全面打造國產超算生態環境，做到可持續創 新髮展。」中國高性能計算重點研發專項總體組組長、中山大學數據科學計算機學院院長錢德沛說。

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