日前，一期全球高性能計算機(jī)(HPC)TOP500榜單在德國法蘭克福舉行的國際超算大會(ISC2019)公布。排在前四的超算分別為：
排在第一位的是美國超算的“Summit”;
排在第二位的是美國超算Sierra;
排在第三位的是中國的神威·太湖之光;
排在第四位的是中國的天河二號A;
可以說全球超算已經(jīng)是中美競賽的格局。在這份榜單中，由中國廠商研制的超算占據(jù)TOP500席位數(shù)超過300臺(包括國內(nèi)部署的國產(chǎn)超算和國外客戶采購國產(chǎn)超算)，從數(shù)量上看，已經(jīng)形成“中國超過外國”的勢態(tài)。
不久之后，美國把曙光和江南所等五家單位列入“實體名單”，稱它們對美國的國家安全或外交政策利益構(gòu)成風(fēng)險。在沒有得到美國政府豁免之前，實質(zhì)上阻止了這些實體購買美國技術(shù)和組件。
透過現(xiàn)象看本質(zhì)，美國這次制裁目的是遏制中國超算發(fā)展。
中國超算茁壯成長
因上世紀(jì)80年代奉行的政策使中國喪失獨立自主研發(fā)制造計算機(jī)的能力后，美國政府嚴(yán)格限制對中國出口高性能計算機(jī)。
當(dāng)時，高性能計算的應(yīng)用涉及的基本是堪稱國家“命脈”的領(lǐng)域，如國防軍工、油氣勘探、水電利用等。由于中國當(dāng)時還沒有自主研發(fā)的高性能計算機(jī)，所需要的計算機(jī)只能依靠進(jìn)口，價格昂貴，維修管理困難。在1994年，中國進(jìn)口計算機(jī)就花掉近20億美元，維護(hù)費(fèi)用動輒千萬。
原石油工業(yè)部物探局曾花費(fèi)巨資購買了一臺國外的大型機(jī)，后期集成與維護(hù)的費(fèi)用對方公司竟開出百億以上的天價。不僅如此，對方還提出了一個讓中國IT人銘記了十幾年的屈辱條件——在設(shè)備使用過程中，為防止機(jī)器核心技術(shù)外泄，設(shè)備機(jī)房采用全透明的玻璃墻壁，中國使用人員的一舉一動都在外國人的時刻監(jiān)控下，甚至連高性能計算機(jī)的啟動密碼和機(jī)房鑰匙都要由外國人控制!
為了徹底拆除“玻璃房子”，研發(fā)出完全擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)高性能計算機(jī)，以曙光公司為代表的中國民族IT產(chǎn)業(yè)在走上了一條異常艱苦的自主突圍之路。
90年代初，為了徹底打破國外對高性能計算機(jī)的壟斷，國家派出一支年輕精干的科研小分隊，遠(yuǎn)赴美國硅谷去搞曙光一號的研究。1993年，中國一臺高性能計算機(jī)曙光一號并行機(jī)終于研制成功。曙光一號的戰(zhàn)略效應(yīng)可以說是立竿見影，就在這臺高性能計算機(jī)誕生的第三天，美國便宣布解除10億次計算機(jī)對中國的禁運(yùn)。
1995年，在只有500萬元經(jīng)費(fèi)的情況下，成功研發(fā)出曙光1000大規(guī)模并行計算機(jī)。曙光1000在整體技術(shù)上居中國之首，并達(dá)到了20世紀(jì)90年代前期的國際先進(jìn)水平，其運(yùn)行速度的峰值達(dá)到了每秒25億次，在當(dāng)時我國大規(guī)模科學(xué)工程計算中發(fā)揮了重大作用。曙光1000也榮獲了1996年中國科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎和1997年國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎。
1998年，曙光2000問世，總體水平達(dá)到了90 年代同期國際先進(jìn)水平，有些方面如機(jī)群操作系統(tǒng)、集成化并行編程環(huán)境和服務(wù)器聚集軟件等已處于國際領(lǐng)先水平。2001年，曙光3000誕生，標(biāo)志著我國超算產(chǎn)品正在走向成熟，能兼顧大規(guī)模科學(xué)計算、事物處理和網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)，已然是國民經(jīng)濟(jì)信息化建設(shè)的重大裝備。
2004年，曙光公司研發(fā)出4000A，成為國內(nèi)首臺每秒運(yùn)算超過10萬億次的超級計算機(jī)，并代表中國首次進(jìn)入全球超級計算機(jī)TOP 500排行榜，位列第十位。
2008年，曙光5000降生，曙光5000的系統(tǒng)峰值運(yùn)算速度達(dá)到每秒230萬億次浮點運(yùn)算，使中國成為繼美國之后第二個能制造和應(yīng)用超百萬億次商用高性能計算機(jī)的國家，也表明我國生產(chǎn)、應(yīng)用、維護(hù)高性能計算機(jī)的能力達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2009年，作為第一臺國產(chǎn)千萬億次超級計算機(jī)天河一號在湖南長沙亮相。天河一號超級計算機(jī)性能為每秒1206萬億次的峰值速度，Linpack實測性能為每秒563.1萬億次，強(qiáng)勁的性能使天河一號位列中國超級計算機(jī)前100強(qiáng)之首，也使中國成為繼美國之后世界上第二個能夠自主研制千萬億次超級計算機(jī)的國家。
2010年，國防科大對天河1號進(jìn)行了升級，使天河1A的實測運(yùn)算能力從天河1號的每秒563.1萬億次，提升至2507萬億次，成為當(dāng)時世界上最快的超級計算機(jī)。
2010年，曙光6000問世，曙光6000以實測每秒達(dá)1271萬億次的Linpack峰值速度，在2010年第35屆全球超級計算機(jī)500強(qiáng)排名中名列第二。
2012年，神威藍(lán)光超級計算機(jī)投入使用。該超算使用了8704片申威1600，搭載神威睿思操作系統(tǒng)，雖然超算絕對性能并不高，但卻是中國在“市場換技術(shù)”之后，首次實現(xiàn)了超算CPU和操作系統(tǒng)的全部國產(chǎn)化。
2013年，國防科大成功研制出天河2號，其高達(dá)55PFlops的性能使其傲視群雄，六度蟬聯(lián)TOP500排行榜首位。
2016年，神威太湖之光問世，這款超算實現(xiàn)了從CPU、操作系統(tǒng)、高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等核心軟硬件的全面國產(chǎn)化——其CPU申威26010由260個核心構(gòu)成，雙精浮點峰值高達(dá)3TFlops，完全追平了Intel最好的超算芯片。得益于申威26010強(qiáng)勁的性能和良好的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計，新超算的雙精浮點峰值超過100PFlops。
美國的目的在于遏制中國超算發(fā)展
誠然，神威太湖之光在峰值性能上已經(jīng)被美國新超算Summit和Sierra超越，但這只是中美超算交替領(lǐng)先的一個片段，中國和美國都在致力于研發(fā)E級超算。
超算有一點非常特殊，那就是與國防軍工、尖端科技聯(lián)系非常密切，很多應(yīng)用涉及的基本是堪稱國家“命脈”的領(lǐng)域。由于尖端軍事科技、情報分析、氣象模擬等諸多方面都離不開超算。可以說，中國超算對于打破美國軍事科技霸權(quán)有至關(guān)重要的作用。
這使得超算與一些被資本和媒體包裝的名為黑科技，實為噱頭的技術(shù)完全不是一回事。一旦在超算上落后于人，對于諸多命脈行業(yè)造成的影響是不容小覷的。
最近幾年，天河與神威超算相繼多年位居TOP500榜首。曙光則在商業(yè)化上比較成功，在2019年6月的TOP500榜單中，聯(lián)想、曙光、浪潮，三家廠商入圍數(shù)量共計307套。在TOP100榜單中，共有9套部署在中國地區(qū)的超算系統(tǒng)入圍，從其研制的超算廠商方面來看，曙光與聯(lián)想并列，均為3套。
根據(jù)《紐約時報》的報道，曙光是中國最重要的高性能計算機(jī)和服務(wù)器制造商之一。根據(jù)2018年中國TOP100排行榜，中國前20臺超級計算機(jī)中，有10臺是曙光制造的。這些強(qiáng)大的計算機(jī)為包括中國政府、電氣預(yù)報、以及最大的技術(shù)公司提供服務(wù)。
《華爾街日報》援引美國商務(wù)部的裁決稱："曙光高性能計算機(jī)用于各種軍事用途和終端"，并補(bǔ)充說無錫江南計算技術(shù)研究院屬于PLA，肩負(fù)著支持中國軍隊現(xiàn)代化建設(shè)的使命。
加上此前美國商務(wù)部就針對國內(nèi)4家超算中心禁售芯片，其中，天河2號就受這次禁令影響，放緩了升級進(jìn)度，之后用國內(nèi)自主設(shè)計的矩陣系列加速器，替換掉了英特爾的加速器。
可以說，美國已經(jīng)把矛頭指向了國內(nèi)神威、天河、曙光三大系列超算。
對于這一次美國把四家中國公司和一家中國研究所列入“實體名單”，鐵流認(rèn)為，對中國E級超算的有利有弊。
一方面，在超算最關(guān)鍵的幾項技術(shù)，其實國內(nèi)都有不錯的儲備。比如超算芯片，SW的芯片性能非常厲害，在SW26010的制造工藝落后于英特爾同時期超算芯片2代的情況下，具備同水平的雙精度浮點運(yùn)算性能，而且是自主指令集+自主設(shè)計，只要國內(nèi)提供穩(wěn)定流片渠道，就基本沒啥問題了。
又比如互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，科大在互聯(lián)方面有比較深的技術(shù)積累，天河2號的互聯(lián)就是中國標(biāo)準(zhǔn)+中國自主設(shè)計，就性能來說，在天河2號問世的時候，這個互聯(lián)是國際頂尖水平的。
曙光在液冷技術(shù)上有自己的方案，特別是在應(yīng)用和商業(yè)化方面，曙光相對于天河、神威超算有明顯優(yōu)勢。如果把國內(nèi)超算力量整合到一起，美國這次打壓中國超算的舉動，反而是整合國內(nèi)資源的契機(jī)。
另一方面，我們也不能妄自尊大，雖然在超算芯片、互聯(lián)等關(guān)鍵技術(shù)上，國內(nèi)能夠解決，但在一些局部，或多或少還要用一些國外技術(shù)。業(yè)內(nèi)人士就表示：沒人敢保證不會用到美國技術(shù)。因而美國的制裁或多或少會產(chǎn)生一定影響。鐵流認(rèn)為，這次制裁無法扼殺中國E級超算，但可能會影響中國E級超算的進(jìn)度。結(jié)局可能類似于上次美國針對四家中國超算中心——延緩了天河2號升級進(jìn)度，但無法阻止中國超算技術(shù)進(jìn)步。
在美國明目張膽打壓中國超算的情況下，國內(nèi)應(yīng)對整合資源，查漏補(bǔ)缺，力爭在E級超算的競爭中不落后于人。
據(jù)公開報道，中國E級超算估計在2020年后會問世。
據(jù)小道消息，會有三個方案。
神威依然是采用SW芯片。
天河三號會用飛騰的ARM芯片做任務(wù)管理，用矩陣系列芯片做加速器。
曙光也有自己的方案。
道路是曲折的，前途是光明的，相信隨著中國E級超算的問世，中國超算又將在TOP500刷榜。
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