【环球网军事6月20日报道 环球时报驻德国特约记者 青 木 环球时报记者 刘 扬 任 重】北京时间6月19日下午，在德国法兰克福召开的ISC2017国际高性能计算大会上，中国的“神威·太湖之光”超级计算机再次斩获世界超算冠军，它还和“天河二号”第三次携手夺得前两名，美国则20年来首次无缘前三。这样的结果是否说明中国全面超越了美国超算？中美在下一个战略高地——E级超算方面又在如何蓄力呢？中国权威超算专家张云泉19日接受《环球时报》记者专访时对此作出了解释与分析。
美国超算被“挤”出前三甲
中国“神威·太湖之光”以每秒12.5亿亿次的峰值计算能力以及每秒9.3亿亿次的持续计算能力夺得三连冠，并且和“天河二号”第三次携手夺得前两名。这次榜单的第三名是来自瑞士国家超算中心的升级版Piz Daint，美国超算则20年来首次无缘前三。
德国《南德意志报》19日报道称，国际高性能计算大会周一在德国法兰克福开幕。大会公布了最新的全球500强超级计算机排名，中国在名单顶部继续宣示“主权”。瑞士《20分钟报》19日以“瑞士超级计算机欧洲最快”为题报道称，瑞士超算只落后于两台中国超级计算机。前十名中，除了瑞士的超级计算机，没有其他欧洲国家的身影。
中国计算机学会高性能计算专委会秘书长张云泉19日对《环球时报》记者表示，这是完全意料之中的三连冠，这是中国近几年超算发展领先优势的延续，未来也许还会四连冠或五连冠，目前处于“敌弱我强”的阶段。
对于美国罕见被挤出三甲，张云泉认为，这是美国超算发展的最低潮，由于之前的欠账导致自身后劲不足。不过，这可能也是美国超算触底反弹的一个开始，2018年下半年，美国将开始推出全新研制的“北极光”超算，运算速度可以达到180P(P为超级计算机运算单位，意为每秒千万亿次)。所以从2018年到2020年，美国或将重新夺回TOP500的冠军宝座，甚至可能会出现几连冠的情况。而在2020年，如果中国按计划造出E级超算后，中国将再次夺回冠军。
中国超算将持续“蓄力”
虽然最近几年中国超算在TOP500榜单连续取得好成绩，但中国科学家也在酝酿改进与升级计划。据张云泉介绍，首先，今年下半年，“天河二号”将用全自主的处理器升级到100P。其次，明年年中，中国E级超算的3台原型机将会到位。原型机到位之后，包括国家超算济南中心、国家超算天津中心、国家超算深圳中心等超算中心将开始争取申请科技部支持的中国未来E级超算(1000P)项目，国家可能会在3个原型机中选择1-2家来最后完成这个1000P的系统，按照计划，中国将在2020年建成E级超算系统。
张云泉认为，一段时间之内，世界超算格局不会发生太大变化，仍然是中美两强争霸的格局。目前，中国处于第一阵营中领先的位置，未来E级超算的研制是否会遇到困难，还不好说，但目前进展比较顺利。据美国媒体报道，美国将投入2.58亿美元研究E级超算的关键技术。按照美国的计划，最快要在2021或2022年造出E级超算。这就可能会比中国的晚。日本和欧洲已经失去竞争力，双方虽然都有E级计划，但都在往后推。
对于这次蹿升至第三名的瑞士超算，张云泉表示，这台机器升级后运算速度提升了一倍。利用GPU等先进处理器对超算进行升级的玩法是国外比较流行的做法，这可能也是一种可以借鉴的发展思路，“这样可以延长机器的寿命，提高它的使用效率，我们由于多种因素的限制，一般不会采用这种做法，但这种做法实际上值得中国借鉴，就是在基础架构不发生改变的情况下，对核心处理部件进行升级，这样既能提升性能，又能节省不少费用”。
当超算遇到人工智能
武侠小说中经常会出现一种说法：天下武功，唯快不破。这似乎是超算发展的终极目标，快些，更快些……不过，以快作为评判超算性能的重要标准也引发一定的争议。IBM公司一发言人19日表示，在实际运用中，浮点运算速度只是在特定条件下具有代表性，许多时候，质比量更为重要。
本届超算大会上，首次设立了AI(人工智能)日，这也许是超算发展的一个全新方向。张云泉认为，人工智能与超算将会迎来大爆发，特别是在深度学习领域。目前很多互联网厂商都开始拥抱超算，有些还开始研制很大的超级计算机，甚至还打造专用的超级计算机。其中的原因就是超算的现有体系架构特别适合人工智能核心算法的加速，两者可以完美结合。
最近，一位美国科学家甚至表示，超算的未来在于人工智能，在于大数据，而不在于科学计算，这一观点在美国科技界引发轩然大波。张云泉表示对于该观点抱有一定程度的认同。他说，超算确实应该全力拥抱人工智能。中国科技部也启动了AI2.0计划，其中就包括研制AI超级计算机，如何让超算更好地满足人工智能的需求可能是发展的下一个热点。
张云泉认为，如果互联网是加法，那AI就是乘法，它对于社会各个行业的变革影响都将是非常巨大的，而且它可能是普惠的，从根本上改变整个社会的运行模式与发展态势。
中国超算为何发展这么快?专家：“感谢”美禁运
“运算1分钟相当于72亿地球人同时用计算器不间断计算32年”“相当于200多万台普通电脑”，这是对目前世界上最快的超级计算机–我国“神威。太湖之光”超级计算机计算能力的形容。这是全球第一台运行速度超过10亿亿次/秒的超级计算机。国际TOP500组织在德国法兰克福举行的“2016世界超算大会”上，宣布其为2016年的世界冠军。在今年6月19日的“2017世界超算大会”上，“神威。太湖之光”再次夺冠，“天河二号”名列第二，这是两台机器第三次联手占据榜单前两名位置。
而更快的E级–每秒计算百亿亿次的超级计算机，有望在2020年左右推出，“神威”“曙光”“天河”等系列超级计算机的研究团队正在加紧研制E级机。
总结我国“超算”的发展之路，钱德沛认为，这是国家持续支持的成果，首先在国家层面优先发展，持续投入，集中力量办大事，中央、地方政府、应用部门多渠道支持；其次，也是科技界团结协作的结果。
“其实，我们在‘超算’领域的投入还是比较少的，有些环节，5年得到的项目经费投入也才100万元。在有限经费条件下，我们强调协调发展，走了一条不同于欧美‘超算’发展的道路。”钱德沛说。
被卡脖子走出自主可控之路
就在我国“超算”奔跑在快速路上时，遇到了新问题–美国芯片禁运。
2015年2月，美国商务部将我国国家超级计算长沙中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算天津中心和国防科技大学四家机构列入芯片限售之列，而这些机器使用的是英特尔微处理器芯片。当时，作为世界上运行最快的计算机，“天河二号”连续拿下了“四连冠”。
“美国是感觉到了某种威胁，害怕我国一直占据超级计算机性能的世界冠军位置。”中国计算机学会高性能计算专业委员会秘书长、中科院研究员张云泉当时在接受中国青年报。中青在线记者采访时，首先点到了美国的“痛处”，因为在此之前，美国、日本等国一直处于“超算”领域领先位置，“我们进步虽快，但也暴露了一个问题，就是我们一直忽略核心处理器的自主化，随时会被人卡脖子”。
国防科技大学教授、时任天河二号系统主任设计师卢宇彤随后明确表示，天河二号系统的100P系统升级目标不会变，时间也在可控的范围内。
“禁运促进了我们在‘超算’领域的自主研发。”钱德沛在接受中国青年报。中青在线记者采访时说。
禁运第二年，安装在国家超级计算无锡中心的“神威。太湖之光”登顶世界冠军。除了运行速度引人瞩目，全面采用国产众核芯片“申威”和操作系统，软硬件完全国产化，这更激扬了国人志气。
“十三五”期间，“高性能计算”国家重点研发专项启动， 研制成功百亿亿次级（E级）计算机是重要目标。
“E级计算机的方案中，自主可控是首要的，而能耗、应用性能、可编程性、可靠性等，都是我们面临的重大技术挑战。”钱德沛说，“从目前看，3个验证系统各有特点，采取不同的技术路线。但目前还没有形成完全可行的E级计算机的技术方案，需要继续探索。
在自主可控之路上，一批年轻科学家脱颖而出。张云泉被山东省政府弹性引进，任国家超级计算济南中心主任。卢宇彤任国家超级计算广州中心主任。一批70后、80后科学家，成为我国“超算”领域的技术领跑者。
计算惠民要做“超算”强国
张云泉介绍，将落户青岛的E级计算机，是由国家超算济南中心、青岛海洋国家实验室、国家并行计算机工程技术研究中心联合申请的国家科技部重大项目，是国家实验室重大需求驱动下的“超算”研制的首次尝试。
“我们一是要支持国家重大科技创新和战略性新兴产业，二是要服务地方经济发展。过去是机器牵引需求，现在变为需求驱动计算。”张云泉介绍，济南超算中心提出要“顶天”也要“立地”，作为政府主导的超算中心，应用多元化，既有高端计算也要惠民。
2016年11月，基于“神威。太湖之光”的一个应用项目获得了有着“超算应用诺奖”之称的戈登贝尔奖，这是我国首次获此殊荣。在最终入围的6个项目中有3个是我国的，都是基于“神威。太湖之光”超级计算机的应用。
“但是，我们依旧不是‘超算’强国，离强国之路还很远。”钱德沛分析，虽然在国际TOP500强排行榜上，我国超级计算机上榜的数量与美国相当，“可是这不能代表我们的水平，因为大部分是互联网应用的机器，而不是以‘超算’为目的建立的系统”。
钱德沛强调，排名不是我们发展“超算”的根本目的，促进大规模应用、解决国家面临的挑战性问题、带动中国计算机产业的进步，才是我们的目的。具体来说，要提高高校、科研院所运用“超算”进行研究、提高企业利用“超算”解决问题的比例，提高计算的普及程度。
“现在超级计算机发展进入一个常态阶段，不可能长期像过去20年那样超常规发展。我们要抓紧建立起中国高性能计算发展的生态环境。”钱德沛说。
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