專家憂慮中國超級計算機長期閒置 世界第一速度有點尷尬

【鷹眼圖說軍事 編者按】2014年11月，由中國研製的「天河二號」超級計算機在第44屆世界超級計算機500強排行榜中再次位居榜首，成為全球最快的超級計算機。

國內媒體用「中國超級計算機登上世界之巔」來描述。

當我們從民族自豪感和興奮喜悅之後回過神來，發現我們面臨的問題依然相當嚴峻，中國的超級計算機還僅僅用於科研、軍事等少數幾個領域，對工業研究、生產、經濟增長帶動力較弱，應用程度還遠低於美國等已開發國家，使用效率不高已經嚴重阻礙了中國超算的發展。

一些媒體認為，單憑一台理論上運算速度峰值的計算機還遠不足以令美國陷入所謂的「不安」，中國的超算到底何去何從呢？今天我們就來探討這個問題。

實際上，雖然「天河二號」成功突圍，但在整體實力上，中國較超級計算機第一大國美國還有不小的差距。

在數量上看，美國擁有全球500強超級計算機中的231個，總數較其它國家和地區的總和還要多，顯示出明顯的優勢。

中國大陸共有61個超級計算機進入500強榜單，位居第二。

眾所周知，晶片是超級計算機不可缺少的技術核心。

但現今世界上幾乎所有超級計算機使用的晶片都被英特爾（Intel）、AMD和IBM三家公司所壟斷。

而除了日本和韓國外，其它國家的晶片技術實在與美國有很大差距，即便世界第一的天河2號也只能使用英特爾公司產生的至強處理器。

如果說中國的飛機因發動機未能國產而存在心臟病問題，那麼中國的超級計算機也同樣患有「心臟病」。

正是由於使用的「基礎元素」幾乎都來自這幾家美國企業，中國的超級計算機的命脈也就被美國一手掌握。

「天河二號」採用了32,000顆因特爾12核Xeon E5主處理器和48,000個Xeon Phi協處理器，共312萬個計算核心。

而使用中國國產的FT-1500型 16核晶片只有4000多顆，總數僅為全部處理器數量的5%。

當然，中國也有純國產的處理器，但國產處理器在速度和穩定性上都存在差距。

如果全部以國產晶片作為核心，「天河二號」所需的晶片數就會更多，製造難度也會更大。

所有晶片和技術純「國產」的「神威藍光」超級計算機在效能和速度上相比國際先進水平就要差幾個檔次，甚至不屬於超級計算機的第一梯隊，這個事實確實讓人有點難以接受。

不過，晶片「本地化」不足並不是大問題， 中國超級計算機使用「美國晶片」其實也無傷大雅。

天河二號」和其它中國超級計算機的硬傷在於實用性，天河一號」超級計算機落戶長沙後閒置近一年，讓中國的這個「世界第一」多少顯得有些尷尬。

今年6月，長沙超算湖南大學建設辦的技術人員對主機設備進行調試時發現，機房天花板因潮濕發霉、空調冷凝管漏水，不得不停下來重新焊接再測試。

湘聲報記者來到長沙超算現場，看到施工單位的建設項目經理部門牌還豎在原地，大門並未修建。

「0」、「1」數字造型的主機樓（天算台）和研發中心大門緊鎖。

如果在Top500榜中查看國家類別統計，會注意到中國的超級計算機主要用戶是ISP（網際網路服務提供商Internet Service Provider），而美國的情況截然不同，它的超級計算機用戶分布非常廣泛，有能源，汽車，ISP，地理科學，核武器研究實驗室等等。

其實，用戶的分布單一、民用化和商業化不足正是「天河」系列和整個中國的超級計算機行業都存在的問題。

而在歐美，超級計算機的應用則要豐富的多，以下幾個是歐美超級計算機在應用領域的「明星案例」。

IBM的超級計算機「沃森」曾經參加了知識問答節目並戰勝人類，它還被送入大學深造以磨練「學習能力」，被花旗銀行和醫療機構「僱傭」幫助金融決策和診斷。

IBM的「藍色基因」超級計算機在歐盟十億歐元的巨資資助下正在嘗試複製人類意識。

我們需要看到，在美國，超級計算機已經成為科技發展、科學研究、甚至是商業運作的主要工具，而在中國這種應用還相對較少，高大上的超算中心建成之後，往往使不上勁，這個問題值得深思。

除了Top500和Graph500，在超算領域還有一個評價效能的榜單的Green500，這個榜單更關注單位能量下的運算能力，目的是看看哪些超級計算機「最划算」。

而在這個榜單上，「天河」並未入榜。

「天河」耗資上億美元，耗電量相當於5所高校總和，落戶要先由當地供電局做出「後勤」保障。

「天河」這種「高速卻不划算」的超級計算機其實並不符合如今超級計算機的發展趨勢，「現代超級計算機不再僅僅只專注於性能，為了保持商業活力，它們必須注重能效」，IBM深度計算（Deep Computing）的副總裁大衛·塔瑞克（David Turek）曾這樣說道。

據媒體公開報導，目前，全球最快的超級計算機「天河二號」今年4月開始試運行，迄今服務了全球範圍內的120家客戶，運用率目前僅是34%。

算機對熱帶風暴氣候的模擬研究。

事實上，相比許多設立在其他省市的國家級超級計算中心，處於飽和運行狀態的「天河1號」是幸運的，因為更多的超算中心正在面臨著無相應配套軟體，難以充分發揮作用的尷尬。

圖片為世界排名第二的美國泰坦超級計算機，目前其應用申請需要排隊到2017年，這與我國超級計算機長期應用不足形成了鮮明對比。

國家超級計算中心難以充分發揮作用的重要原因在於，中國計算機發展在硬體方面得到了政府的有力支持，因而發展迅速。

而由於重視和投入不夠，與其相應的軟體出現了「好馬」無「好鞍」現象，所以，一些專家認為軟體能力低下是我國超算髮展決策中出現的重大漏洞。

中國超級計算雖運算能力成功登頂，但駕馭水平沒能跟上。

「應用軟體的研發對超級計算的發展具有舉足輕重的地位，其生命周期可持續幾十年，而硬體只能維持5年左右。

」一位業內人士指出，不同應用軟體解決不同的應用問題，是超級計算能力的具體體現。

影響中國超級計算能力發揮的關鍵在於應用軟體的缺乏。

美國早期超算主要應用於核武器研究。

能滿足應用的計算機即是最佳計算機。

計算機速度越來越高，結構會越來越複雜，軟體研發難度也隨之提高。

美國在計算機發展戰略中，軟體研究投資金額達到總投資的60％以上。

因為軟體研究首先需要進行方程研究，弄清邊界條件，隨後把方程變成離散模式，最後再編寫成軟體。

中國最大的劣勢之一是軟體開發。

中國的研究員說，只有不到10%的超級計算機經費被用於開發應用軟體。

研究員抱怨說，政府敦促他們建造能夠引發媒體轟動的新型超級計算機，而不是專注於超級計算機是否發揮了全部功能。

一個生產型軟體，需要幾十位研究人員同步開展工作，代價很高。

這類研究，在國內鮮有科研機構進行，因投入高、短期難見效益。

美國在超級計算機上的投入約為中國的六倍。

在美國，軟體開發預算為硬體預算的約30%。

計算機專家說，就算是這個水平也不夠。

一些外國媒體認為，中國的超級計算機工程沒有產生能夠創造新產業的技術突破。

相反，政府部署這些工程的目的僅僅是幫助國家追上歐美，無論是在醫療保健領域、汽車設計還是航空領域。

一些學者認為，把「超級計算機世界第一」當做「強國必備」榮耀的想法已經過時。

超級計算機在今天其實早就不是代表大國崛起，提振民族自豪感的東西了。

而是實實在在的工具。

而對於工具，實用、高效和划算這些才是最重要的特質。

今後，中國需要在超算領域儘快加強軟體系統和應用能力上狠下功夫，另外，可以更多地向地方企業和其他形式科研單位開放，邀請他們來參與到超算事業中來，更重要的是，超算中心本身千萬不要高高在上，畫個圈子把自己封閉起來，讓人們產生一種高不可攀的印象，工具終究是用來使用的，超級計算機也是一樣。

有文章指出，中國的超級計算機勇奪速度第一固然可喜可賀，但其實當第二第三也沒什麼不好。

關鍵是，這些超級計算機能不能像谷歌，亞馬遜和皮克斯動畫這些公司所使用的超級計算機那樣，實實在在的為中國人的生活帶來改變，當然，我們相信以中國人的智慧，只要政策得當，做到這點花不了太長的時間，別忘了，中國人從零做到世界第一的超級計算機也沒花太多時間。