王一庆红
近日,在全球超级计算机500强排行榜发布的最新排名中,中国超级计算机再次失去世界第一,也跌出了前五。美国新超级计算机前沿以绝对优势夺得全球第一,率先获得全球首个“千万亿次超级计算机”冠军。
今年本次榜单第一的美国Frontie近年来的“最差排名”
在之前的全球超算500强榜单中,中国超算已经连续多年排名第一。
现在,随着时间的推移,荣耀已经不在了。
在今年的前10名排名中,美国不仅坐上了第一把交椅,还占据了“半壁江山”,多达5个位置。
在国家最后的努力中,不仅美国遥遥领先,日本也击败了中国,排名第二,获得第二。
另一方面,中国跌出了前五名,仅获得两个位置,分别是第6名和第9名。
据了解,全球超级计算机500强榜单是国际500强组织公布的全球已安装超级计算机系统名单。
这个排名最早发布于1993年,由美国和德国的超级计算专家共同编制。其意义在于促进世界各国超级计算领域的交流、合作和发展。
超级计算机的概念出现在近百年前的1929年。
世界上最早的超级计算机出现在1976年,由美国克雷公司首先推出,运算速度可达每秒2.5亿次。
事实上,在人类科技史上,超级计算机发挥着不可替代的作用,在许多领域拥有“神奇的力量”。
首先是在重大武器装备的研发上。比如超级计算机可以进行模拟核试验,测量核武器爆炸后的威力,而不是浪费巨大的财力物力人力进行现场核试验。
其次,还有飞机、火箭、导弹等航天空领域,以及石油勘探、大气预报等。
特别是在航空航天空领域,超级计算机可以在飞行器研制中进行电磁仿真、流体力学、结构力学等方面的计算,研发效率会大大提高。
2011年,在天宫一号空站发射前,我国利用“神威·太湖之光”超级计算机进行了大规模并行仿真运算,为天宫一号飞行试验提供了重要数据支撑。
即使是最先进的高超音速飞机,其外形设计、材料配置、动力装置等。,急需超级计算机的帮助。
中国新一代超算系统中国最新的“E级超级计算机”没有出现。
事实上,全球超算500强榜单是根据各个国家或地区提交的超算数据进行排名的,并没有强制要求各方必须提交超算数据。
中国超级计算机的研发从来没有停止过,而且是强大的。
自20世纪50年代以来,中国的超级计算机一直是自己开发的。
我国第一台电子管计算机于1958年研制成功,并一直为国家经济建设服务。比如中国的两弹一星,不完全是用算盘和手摇电脑算出来的。
1983年,我国成功研制出第一台超级计算机“银河一号”,每秒可计算超过1亿次,这是我国超级计算机步入正轨的标志。
2010年,中国研制出超级计算机“天河一号”,以每秒4700万亿次的速度击败美国超级计算机“美洲虎”,成为世界冠军。
从此,中国开启了世界高性能计算机领域的“巅峰时刻”。
紧接着,2013年,“天河二号”再次蝉联世界第一,随后连续三年蝉联“世界冠军”。
三年后的2016年,我国研制的新型计算机“神威·太湖之光”超越“天河”系列,成为世界第一。
目前,百亿亿次超级计算机是世界范围内发展的重点,也被称为“E级超级计算机”。
国内有三个原型机,分别是神威E级原型机、天河三号E级原型机和曙光E级原型机,都达到了新超算前沿的惊人计算能力。
但目前由于各种因素,国内的这三台“E级超算”原型机并没有公布更多的新进展。
有专家表示,或许中国故意“隐藏”新一代“E级超级计算机”原型机,以避免来自美国的更多制裁和打压。
受美国制裁影响最大的天河二号美国制裁欲“以剑封喉”
虽然中国早在10年前就在超算领域位居世界第一,但中国超算还有一个亟待解决的“瓶颈”问题,那就是超算的核心部件——芯片。
不仅是超级计算机,整个中国制造业都有芯片问题,芯片一直是致命短板,以至于被美国“卡脖子”,让中国制造业“喘不过气来”。
据了解,我国完全自主的量产芯片技术仍处于90nm以上的水平。SMIC虽然能制造14nm芯片,但在技术、材料、设备等方面都离不开美国。
例如,在2018年全球超级计算机500强榜单中,使用美国英特尔公司生产的芯片的超级计算机占比超过95%。
近年来,美国在超算领域感受到了来自中国的强大压力,开始采取他们喜欢的有力手段——制裁。
“商务部将尽最大努力阻止中国利用美国技术破坏军事现代化的稳定性。”美国商务部长吉娜·雷蒙多(Gina Raimondeau)宣称,超级计算能力对许多或几乎所有现代武器和国家安全系统的发展至关重要,如核武器和高超音速武器。
2021年4月,美国商务部将天津腾飞信息技术有限公司、上海高性能集成电路设计中心、成都神威科技有限公司等7家机构列为拟制裁实体。
成都神威科技有限公司是神威太湖之光的处理器供应商。
美国寻求的借口是,这些实体涉嫌“破坏军事现代化的稳定性”。
事实上,早在2015年,美国商务部就以“危害美国国家安全”为由,宣布禁止向中国四个超算中心出售“芯片”。
去年再次制裁7家中国单位,是美国全面打压和遏制中国超算政策的延续。意在“一剑封喉”,彻底封杀中国超算。
但国内多位专家表示,美国试图通过“实体清单”阻止中国超算发展的企图不可能得逞,对中国超算发展没有决定性作用和影响。
中国超级计算的“绝密”
由于成本巨大,世界上能研制出超级计算机的国家并不多。目前只有美国、日本和中国玩得起。而且技术领先,占据前三的位置。
中国和美国一样,正在研制几个“petaflops”系统,其运算速度将是目前最强大的超级计算机的两倍,以解决各种生产领域的许多重大实际问题。
长期以来,美国一直是世界超算界的“带头大哥”。不仅数量庞大,运算速度也绝对领先,两方面都是世界第一。
由于长期的研发,中国超算也有自己的“独门秘笈”,以至于后来居上,鹤立鸡群。
据了解,超级计算机主要由计算系统、互联通信系统、存储系统、维护和监控系统等组成。
其中,最关键的是计算系统和互联通信系统。这两个系统芯片早已国产。
比如“天河二号”的互联网通信网络,“神威太湖之光”的芯片和互联系统都是我国自主研发的。
中国最新的超级计算机“天河E级”和“神威E级”已搭载国产芯片,“中科曙光”具备芯片自主设计和迭代能力。
“神威E级”超级计算机样机摆脱了对国外的依赖,实现了国产化,在处理器、网络交换芯片、报文处理芯片等核心器件上完全自主可控。
美国超算专家在接受美国媒体采访时指出,美国政府的行为可能会在短期内阻碍中国超算的发展,但会坚定中国发展本土技术取代美国技术的决心。
事实上,西方专家普遍认为,中国正在研究新一代超级计算机的几个团队可能已经解决了所需芯片的问题。
许多分析报告也显示,美国的制裁不会影响中国新一代超级计算机技术的最终部署。
“美国的遏制和打压阻挡不了中国科技进步的步伐,只会更加坚定中国自主创新的决心和意志。”对于美国的制裁,中国外交部做出了回应。
排名第二的日本超级计算机富岳