天河二號六連冠 中國成超算強國?

美國當地時間11月17日~19日,全球超級計算機大會(SC15)在美國奧斯汀召開。國際TOP500組織發布了第46屆世界超級計算機500強排行榜,由國防科技大學研制的天河二號超級計算機系統再次位居第一。這是天河二號自2013年6月問世以來,連續6次位居世界超算500強榜首,打破了日本“京K”地球數值模擬器所保持的5連冠世界紀錄。同時,在本期榜單中,曙光以49臺的成績超過IBM的45臺問鼎榜單系統份額三甲,實現了中國企業在世界超算領域歷史性的突破。此次中國超算陣營共拿到了500個席位中的109個,超過歐洲與日本,位居第二,也實現了歷史性的突破。中國超算接連創紀錄,是否意味著中國已經成為超算強國?
天河二號再次問鼎
美國HPC式微?
天河二號再次位居第一,引發關注,尤其是在今年年初,美國把與超級計算機相關的4家中國機構,包括中國國家超級計算機長沙中心、天津中心、廣州中心以及國防科學技術大學列入芯片限制出口黑名單之后,再次升級的天河二號還能不能繼續保持領先備受關注。但此次奪冠的依然是沒有“換芯”、沒有升級的天河二號。
HPC領域資深分析人士趙效民對《中國電子報》記者坦言:“天河二號此次登頂的還是3年前的配置,沒有更換芯片,只能說明天河二號跑得實在太快了,所以連續3年都拿了冠軍。”此刻正在美國參加SC15的中國計算機學會高性能計算專業委員會秘書長、中科院研究員張云泉在接受《中國電子報》記者連線采訪時透露,天河二號的升級預計推遲到明年下半年進行。升級之后的天河二號將達到100P。
美國一直是全球公認的超算強國,但這TOP500第一的位置連續6次都讓中國的天河二號摘得,也有很多聲音開始質疑,美國的超算是否真的不行了?難道計算、網絡、存儲、芯片、軟件等方方面面都比中國強的美國,舉國力就造不出比天河二號強的超級計算機嗎?
張云泉坦言,美國并非造不出可以超過天河二號的機器,而是美國的超級計算機研制計劃到2016年年底,都沒有研制百P超算的計劃和預算。今年5月美國宣布了投資2億美元研發下一代超級計算機“極光”,但這個計劃需要到2018年完成。
曙光副總裁任京旸對《中國電子報》記者表示,這也反映了中美兩國在HPC研制上的體制機制和模式的不同,在美國要進行這樣的重大投資決策,還需要政府各機構多輪協商,遠沒有中國高效。
趙效民坦言,此前美國并沒有完全舉國家之力來發展超級計算機,直到奧馬巴不久前發布了“創造全國性的戰略計算行動”計劃后,才專注于超級計算機研究,有了超算的國家戰略。“在緊耦合的行政手段方面中國更有優勢,中國幾大超算中心皆為國家投資。在美國,超算大系統所屬幾大實驗室,雖然也是國家投資,但都是很有針對性地與自己的研究中心方向、與應用結合得很緊密,美國技術依然是非常領先的,只是發展模式與中國不一樣。”趙效民說。
應該說,全球超級計算機的發展具有一定的周期性,在這一輪周期里,中國天河二號持續領跑是一件值得驕傲的事情,也證明了我們在高性能計算上的研發能力和模式的成功。但事實上美國在高性能計算領域的實力從來就不弱,包括在高性能計算的應用維度,美國領先中國至少10年。此前美國人發展高性能計算的路線更為務實,而在“極光”的研發上,美國人開始了新的思路,除了繼續采用美國橡樹嶺、阿崗和勞倫斯利弗莫爾3大國家實驗室緊密合作的模式,同時吸收英特爾、科瑞、AMD、IBM等計算機公司參與,這將大大加快科技成果的轉化。未來,美國不僅同樣“集中精力辦大事”,而且是產學研緊密互動,我們的天河二號升級是否還能贏得下一代HPC的領跑權就充滿了未知數。中國對高性能計算機的研發依然需要國家和科研機構持續加力。
步入新轉型期
中國HPC“怎么玩”?
如果說TOP500前幾名較量的是世界各國在HPC上的科研水平,那么HPC的產業實力和應用能力更是世界各國關注的焦點。就像我們參加奧運會,不僅僅是為了拿奧運冠軍,更希望由此帶動全民運動、增強體質一樣。
就產業實力而言,這次榜單還有幾個出乎意料的地方。其一是曙光入圍49臺,超過傳統巨頭IBM公司的45臺,以9.85%的份額僅次于惠普(31.2%)和克雷公司(13.8%)。其二是從整體的臺套來看,美國從上一屆的231臺套下降為201臺套,雖然還是第一,但是明顯下滑,而中國從上一屆的37臺套,上升到109臺套,增加了兩倍。有分析認為,IBM下滑與出售X86服務器事業部與聯想有關,也有統計的原因。而美國軍團的大幅下滑,不僅與惠普、IBM、戴爾等公司近期的調整分拆有很大的關系,同樣也與美國經濟發展速度變慢有關。
中國軍團在HPC TOP500榜單上的成績,反映了幾個客觀真實。一方面,中國經濟的高速發展對高性能計算提出更多迫切的需求,而且這樣的需求還將持續到“十三五”時期。從“十三五”的開篇來看,有大量的機會與HPC有關,包括智能制造、智慧城市、戰略性新興產業、大數據國家戰略等都需要HPC作為基石,結合國際大環境與中國小環境,都將支撐中國HPC發展。
另一方面,從中國HPC企業發展情況來看,包括曙光、聯想、浪潮等都進入了新的發展上升期。曙光從中國市場沿著“一帶一路”在拓展國際市場,在歐洲、東南亞設置銷售和測試中心。聯想收購IBM X86服務器而獲得HPC能力進入全球企業級市場,浪潮加大國際化的推進等,都使得中國HPC從服務中國市場向服務全球市場拓展有了更大的持續性,以及更大的想象空間。
在中國軍團大幅崛起的同時,全球的HPC產業正在進入新的轉型時期,在IBM、惠普以及戴爾等進行分拆并購的同時,也在同步布局技術架構的改朝換代。任京旸說:“在互聯網時代,HPC必須實現融合創新,包括機器與機器的融合,從單獨作戰到更多的HPC聯合,實現機器與機器協同,包括HPC與其他學科的融合,以及與行業的融合,HPC將會出現更多的行業專用機和行業一體機等。”中國企業必須抓住“十三五”經濟轉型帶來的HPC相關市場機會和HPC技術的融合發展機會進行新的創新,才有機會贏得下一輪HPC發展的話語權。
趙效民表示,應該說目前中國在HPC的硬件能力上已經具備了一定的實力,在競爭對抗的態勢之下,中國自主技術發展會進一步加速,自主體系也會進一步完善,下一步硬件的創新速度會相對放緩,對產業的均衡性發展會是利好,包括HPC產業與科研的結合、與現有工業的結合,包括應用水平提升以及人才多樣化、人才階梯化的培養等方面,會得到更多的關注和重視。
曙光高性能計算產品事業部技術總監戴榮認為,推動高性能計算應用的發展需要國家更進一步的重視,包括知識產權的保護,同時需要在關鍵的領域來建立幾個開放共享的軟件平臺,比如生物醫藥、流體發動機、地球模擬裝置等,在國外也是這樣的發展模式;此外,在推動HPC的易用性、便捷性與服務化上也需要HPC廠商更多投入。目前HPC的使用和運維成本很高,基本上采購成本和運維成本是1∶1的比例,很多機構是買得起但用不起,所以曙光現在也在加快HPC向服務化的轉型。
事實上目前中國的HPC發展在整體協同上還需要國家進一步來進行協同,任京旸表示,如何把科研資源和產業資源進行更好地整合聯動需要協調,另外軟件與硬件的發展也需要協同,許多小科研機構寫出不錯的HPC軟件,但沒有更好的硬件平臺,沒有很好的行業復制和推廣平臺等,這些都制約了軟件與應用的發展。
任京旸最后坦言,目前越來越多的中國HPC廠商加快走出去步伐,但國家對中國HPC的出口限制政策從某種意義上也制約了中國HPC企業加快走出去的步伐。事實上,很多系統的配置很低,完全沒有必要進行限售,希望國家能夠加快調整。



