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　　6月17日，新一期全球超级计算机500强榜单出炉：美国超算“顶点”以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度再次登顶。此前连续4次在全球超级计算机中夺冠的“神威·太湖之光”位居第三。

 

　　这一消息传来，尽管此次中国超算上榜数量蝉联第一，但在业内仍引起反响。那么，该如何看待美国超算重返榜首，重新找回“老大”的感觉？又该如何科学合理地来看待中国超算的发展？超算未来的发展趋势是怎样的？6月18日，科技日报记者采访了超级计算领域的相关专家。

 

　　超级计算的概念​

 

　　超级计算是计算数学的重要概念，指超级计算机及有效应用的总称。而超级计算机或称巨型机(supercomputer)指能解决复杂计算的大型、非常快速、价格昂贵的计算机，通常这类机器还具有流水线部件和执行向量运算指令等功能。超级计算与超级计算机之间的差别：超级计算是用计算机去研究、设计产品及支持复杂的决策；而超级计算机则是解决上述问题的计算机。因此，超级计算不能混同于超级计算机，其内涵除了属于最领先的计算硬件系统外，还应包括着软件系统和测试工具、解决复杂计算的算法、应用软件与通用库等。

 

　　超级计算概念随20世纪70年代初出现第一代向量计算机而提出，高性能计算也可从1972年有开创性意义的并行计算机ILLIACIV问世算起。这一领域发展异常迅速。算法的研究发掘是实现高性能计算的基础和前提之一。

 

　　全球超算比的不仅是速度，关键的在于应用

 

　　面对中国超级计算速度上被美国超越，针对外界各种各样的议论与说法，国家超级计算无锡中心主任杨广文认为，超级计算机被称为“国家重器”，属于国家战略高技术领域，是世界各国竞相角逐的科技制高点。但是，看一个国家超算的性能与技术水平，不能仅看它的速度，更多的应体现在实际应用上。要看它能否用得起来，并且用得好，是否能够服务于国家特殊需要，服务于高新技术产业发展。

 

　　美国超算“顶点”以每秒14.86亿亿次的浮点运算速度再次登顶全球超级计算机500强榜首

 

　　国家超级计算无锡中心先进制造部部长任虎告诉记者，“神威·太湖之光”计算机系统自2016年6月发布以来，以每秒超十亿亿次的浮点峰值计算能力、超千万核心的并行规模，吸引了国内外大批顶尖团队开展应用研发，取得了许多重大应用成果。

 

　　3年来，来自国内外各应用领域的科研院所、企事业单位共申请了1845个账号，其中中国香港和台湾地区3个，国外用户45个（包括美国、英国、俄罗斯、日本、澳大利亚、瑞士和新加坡等国家），共完成1200多万个应用课题的解算任务。

 

　　这些应用课题，涉及天气气候、航空航天、船舶工程、海洋环境、石油勘探、生物信息、药物设计、电磁仿真、量子模拟、先进制造、新材料、新能源等20多个应用领域，支持了包括科学与工程计算、大数据、人工智能领域的10多个国家重大专项和重点研发项目，200余项应用课题达到百万核心计算规模。

 

　　特别是其中22个大型应用能够高效运行整机计算资源，并行规模达到千万核心，并取得了一批高水平的应用成果。在6个入围国际高性能计算应用领域最高奖——“戈登·贝尔”奖的重大应用中，“千万核可扩展非静力大气动力学全隐式模拟”和“非线性大地震模拟”2个应用，分别获得2016、2017年度“戈登·贝尔”奖。

 

　　“神威·太湖之光”成果促使美国再次发力

 

　　“美国早已将中国视为最有实力的竞争对手，过去美国政府一直禁止向中国出售高性能计算芯片，就是意图通过限售锁死中国超算快速发展的脚步。”杨广文说，近15年来，我国从“一穷二白”，最终自主研制出世界上运算能力最强、速度最快的“神威·太湖之光”，这充分体现出我国超算机器的研发水平，现在仍处于世界领先地位。尤其是在超算机器应用上，我国已走在世界前列，充分显示出了中国超算的实力，引起了世界超算界的高度关注。

 

　　超算未来的发展趋势

 

　　“高性能计算对于国家安全、经济竞争力和应对科学挑战的能力至关重要，若算力不足，很难维持科技发展的持续领先。因此，美国要想继续保持全球超级大国地位，需要在超算领域重回榜首。特别是中国超算取得的这些成绩，对美国政府和研究机构触动很大，其中‘神威·太湖之光’的问世，促使美国加大投入研发新一代超级计算机。”杨广文说。

 

　　杨广文介绍，E级计算被公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”，是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点。E级超算指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机，比“神威·太湖之光”快8倍，主要满足全球气候变化模拟、天体物理大数据的处理、模拟宇宙的演化、新型材料验证等重大计算需求。因此，发达国家都在抢占发展先机。

 

　　我国超算面临的新挑战

 

　　事实上，我国面对未来一场新的挑战与考验，超前布局了下一代超算，在“十三五”国家重点研发专项中，重点支持三个不同技术路线的E级原型系统即“天河三号”、“曙光”机和“神威”机的研发。可以说，中国E级超算系统研发正在稳步推进。

 

　　“随着国际竞争和形势变化，中国超算的下一步目标是掌握关键核心技术，包括处理器、光电子元件、3D内存、新型存储设备、应用软件等，加大对大数据与人工智能等新兴超算应用的支撑，全面打造国产超算生态环境，实现可持续创新发展。”中国高性能计算重点研发专项总体组组长、中山大学数据科学计算机学院院长钱德沛说。