超算的真正较量:美国重登第一,中国怎么办?


超算的真正较量:美国重登第一,中国怎么办?



6月25日 , 在德国法兰克福举行的2018国际超算大会上 , 最新一期Top500全球超算排行榜正式发布 , 美国橡树岭国家实验室的超级计算机Summit , 以峰值计算性能每秒20亿亿次(200 PFlops)的速度登顶全球最快超级计算机 。
中国的天河二号和神威·太湖之光让出了已经占据5年的第一 。 不过 , 在业内人士看来 , Summit已经比预计的日期延后了一年 , 而中国并非不能造出200 PFlops的机器 , 只不过各自有既定发展节奏 。 争夺世界最强计算机固然重要 , 但超算的真正较量 , 绝不是看谁是第一那么简单 。
中看更中用
付昊桓记得这么一个故事 。 2010年的11月 , 天河1A首次成为世界最快 。 中国超算界专家都很高兴 , 毕竟“最快”这个荣誉 , 几十年来由美日垄断 。
不过 , 大会现场有美国专家发问 , 中国现在有实力构建全球最快的超级计算机 , 但是否能用最快的机器来解决最顶尖的科学或者工程问题?在这位专家的眼中 , 这台庞然大物也许是“中看不中用” 。
虽然尖锐刺耳 , 但的确反映了一个事实:造出最快的计算机固然不错 , 能否真正发挥作用才是根本 。
也差不多那个时候 , 付昊桓从斯坦福回到了清华地球系统科学系 , 听说了这段故事 。 当时 , 天河1A采用的是英特尔的处理器和英伟达的GPU加速器 , 在上面跑大型的应用程序也才刚刚起步 。
“我回到清华后的第二年 , 也就是2011年的时候 , 我们几个人慢慢结识 , 先是认识了薛巍老师 , 然后是杨超老师 。 ”付昊桓说 。
清华大学计算机系的薛巍教授此前从事电力电网研究 , 之后又扩展到气候模拟等其他应用领域 。 中国科学院软件研究所杨超研究员则从事计算数学的研究 。 付昊桓那时正对新的计算架构着迷 。 “因为天河1A是CPU加GPU , 主要的计算力由GPU加速器来提供 。 所以要把它高效用起来 , 就得把GPU用好了 。 我们当时就组了一个团队 , 想把这个机器用起来 , 解决大气模拟的问题 。 ”付昊桓说 。
从天河1A开始 , 短短几年内 , 中国先后推出一系列超级计算机 , 不断刷新“最快”纪录:“神威蓝光”“天河二号”“神威·太湖之光” , 从2013年6月算起 , 中国的超算已占据TOP500榜单第一位置5年之久 , 并于2016年和2017年 , 两获“戈登·贝尔”奖 。 付昊桓现为清华大学地球系统科学系副教授、国家超级计算无锡中心副主任 。
2016年 , 在一份报告中 , 美国国家安全局和能源部认为 , 中国超算已经和美国接近并跑 , 对其国家安全、经济社会、超算行业等造成威胁 , 若再不加大投资 , 寻求改变 , 美国将失去其领导地位 。
而今 , 再不会有人认为中国的超级计算机只是个庞然大物 。 最强超算的争夺 , 已经成了中美日等少数国家之间的竞争 。 6月25日 , 美国Summit正式重回第一 。 不过业内清楚 , 拥有第一强的机器仅仅只是超算较量的一步 。
打造完善的生态系统
利用太湖之光 , 付昊桓希望为研究地震发生机制提供更为准确的模拟平台 , 同时为抗震防震提供量化评估工具 。 模拟唐山大地震之后 , 下一个更艰巨的目标是汶川地震 。
付昊桓的团队打算运用超算模拟汶川地震的震源产生、地震波传播过程 , 针对特定区域完成基于地震过程情景模拟的震害预测 , 量化评估地震强度及震害分布 。 精确的模拟 , 对于降低与预防地震灾害所带来的巨大损失 , 以及开展地震高发区的合理规划与设计 , 均可发挥重大作用 。

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