「神威太湖之光」登頂全球超算，國產自主CPU晶片「大考」過關?

6月20日，新一期全球超級計算機500強榜單公布，使用中國自主晶片製造的「神威太湖之光」取代「天河二號」登上榜首，成為全球最快的超級計算機，三項在「神威·太湖之光」超級計算機上開展的應用課題榮獲「戈登貝爾獎」提名，中國超算上榜總數量為167台套首次超過美國名列第一。

這期榜單透露了哪些重要信息?「天河二號」讓位「神威太湖之光」是否有意為中國自主晶片「驗明正身」?未來HPC有哪些趨勢?

自主晶片 「大考」過關?

中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張雲泉在接受《中國電子報》記者採訪時表示，這次HPC榜單公布中國軍團無論是在數量上還是性能上都實現了全面超越。

中國軍團囊括冠亞軍，榜單前十名除了「神威太湖之光」與「天河二號」外，其他分別是美國的「泰坦」與「紅杉」、日本的「京」、美國的「米拉」和「三一」、瑞士的「代恩特峰」、德國的「花尾榛雞」和沙烏地阿拉伯的「沙欣II」。

一個國家囊括冠亞軍過去只有美國做到。

從數量上看，這次中國除了拿到了冠亞軍，整個上榜數量為167台超過了美國的165台，而聯想因為上榜92套名列第二，這些成績都打破了過去的紀錄。

中國開始從超算大國向超算強國轉變。

從性能與自主智慧財產權的技術創新上看，據國際TOP500組織發布的榜單，「神威太湖之光」峰值計算速度達每秒12.54億億次，持續計算速度每秒9.3億億次，性能功耗比為每瓦60.51億次，三項關鍵指標均排名世界第一。

「神威太湖之光」的浮點運算速度比第二名「天河二號」快出近兩倍，效率提高3倍，功耗也比「天河二號」低。

更重要的是，與「天河二號」使用英特爾晶片不一樣，「神威太湖之光」使用的是中國自主智慧財產權的「申威」處理器。

「神威太湖之光」實現了從CPU、作業系統、網際網路等核心部件的完全自主研發。

據張雲泉透露，「神威太湖之光」奪冠並非無跡可尋，之前採用同樣自主處理器的「中國神威·藍光」超級計算機，在2012年參與國際超級計算機大會時就引起了關注，當時它的運算速度為1000萬億次，採用的是16核的「申威」晶片，這次「神威太湖之光」採用是260核的「申威」處理器，實現了百倍速度的提升。

採用國產眾核晶片，性能完全追平了Intel最好的超算晶片。

曙光公司高性能計算產品事業部總經理曹振南在接受《中國電子報》記者採訪時表示，中國一直希望發展自主晶片，採用自主晶片的「神威太湖之光」奪冠，成為全球最快的計算機，無疑給中國晶片產業帶來很大的激勵。

但與此同時，我們也需要注意到在發展自主晶片的道路上，我們依然面臨很多的問題，比如晶片的生態環境，比如與軟體應用兼容性等。

在軟體應用兼容與生態問題上，張雲泉表達了與曹振南相似的觀點，「神威太湖之光」採用的是非X86的體系架構，因為是自己的體系架構，所以從軟體和應用上後續有大量的工作要做。

未來，中國IT產業的很多關鍵技術是否也都可以採取「神威太湖之光」的路線，先搶占至高點實現某個維度的突破，再完善後續生態全面跟進?張雲泉表示，HPC是戰略市場，不是類似PC那樣的「廣義」市場，是可以採用這樣的方式進行突破的。

有三項在「神威·太湖之光」超級計算機上開展的應用課題榮獲「戈登貝爾獎」提名，這也表明目前「神威太湖之光」的應用「彈藥」還是足夠的。

「天河二號」讓位是「陰謀論」?

有人說，曾經六連冠的「天河二號」這次是有意讓位於「神威·太湖之光」，是為了讓「全自主HPC系統」驗明正身，體現中國晶片與英特爾晶片之能力相當，是「自己人有意交換位置」。

對於這一觀點，張雲泉笑著表示，這個是「陰謀論」，應該不是有意為之，「天河二號」同樣希望繼續衝刺冠軍，只是去年美國對「天河二號」實行處理器禁運後，延誤了「天河二號」的升級計劃，「天河二號」更換其他處理器必然需要時間進行系統的調整，升級的時間將延遲到2016年年底至2017年上半年。

去年美國對中國高性能計算機實施晶片禁運時。

《中國電子報》記者也曾採訪過張雲泉，他當時就表示，禁運會影響「天河二號」的升級時間，但對中國的自主晶片發展一定是個利好，且中國HPC的發展不會因為禁運而滯緩。

果然言中了，僅僅幾個月就兌現了張雲泉的預言。

這次中國軍團如此多的利好帶來的又一個疑問是，美國HPC真的不行嗎?

「天河二號」連續幾次奪冠後，似乎讓超級計算大國美國「面子」有些掛不住。

去年，美國總統歐巴馬簽署了超算加速計劃的總統令，將加速美國的HPC發展。

按照慣例，總統令簽署之後，會很快出台相關的實施計劃，但公眾隨後並沒有如期看到相關計劃公布，或許是保密或許是其他原因。

張雲泉表示，從公開信息來開，按計劃美國超過100P的超級計算要到2017年或2018年才出來，如果美國不提前實施加速計劃，那麼中國HPC的TOP500上就有可能蟬聯十連冠。

「但美國一直是超算強國，即便今天中國全自主的系統奪得了冠軍，也不能否認美國超算強國地位。

目前除了』神威太湖之光』採用中國的自主晶片，這次上榜的中國其他超級計算級大部分還是採用國外的晶片。

」曹振南表示。

HPC走向更大的市場?

HPC發展有一定的周期和節奏，這幾年全球HPC的發展進入了相對緩慢期，」天河二號」之後，全球HPC更新進入低谷。

張雲泉表示，從現在看，全球HPC更新的速度開始恢復、止跌回升了。

另外一個趨勢是HPC正在進入越來越多的「非科學計算領域」。

一直以來HPC主要是在科學計算等領域，這次上榜的超級計算機很多來自網際網路應用。

也正因為如此，對於中國軍團這次取得這樣的業績也有一些聲音認為，中國之所以如此大規模突圍是中國有大量的HPC應用在網際網路，這讓中國軍團入圍台套大幅增加。

而事實上，HPC正在應用在越來越多的非科學領域。

曹振南表示， HPC針對獨特的應用場景而進行專門的優化和定製也將是未來的方向之一，比如地球模擬裝置。

事實上，我們推動HPC的發展不僅僅是為「更快、更高、更強」，在計算的競技場上爭個高下，更是為了有更大的應用空間，解決更多的問題，比如「神威太湖之光」與「天河二號」下一個階段的挑戰就是如何用好用足，儘快充分釋放這些計算能力。