中國(guó)深圳，正在建設(shè)中的大規(guī)模超級(jí)計(jì)算機(jī)中心

忙著建造超級(jí)計(jì)算機(jī)中心的不僅僅是中國(guó)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)，還有歐洲和日本，Turek和其他論壇出席者指出。"從根本上來(lái)說(shuō)，這些主權(quán)國(guó)家正在進(jìn)行數(shù)量巨大的實(shí)際投資，正在侵蝕我們的地盤(pán)，我們所有的地盤(pán)。"Turek如此說(shuō)道。

這一論壇的目的是向與會(huì)者介紹目前正在進(jìn)行的打造下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)的努力和工作。下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)是指exaflop級(jí)別的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，比現(xiàn)在的 petaflop系統(tǒng)強(qiáng)大1000多倍。petaflop系統(tǒng)每秒鐘進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算的次數(shù)為一百萬(wàn)的四次方，既一千萬(wàn)億。exaflop系統(tǒng)每秒鐘能夠運(yùn)行浮點(diǎn)運(yùn)算的次數(shù)為一千的六次方，既一億億次。

美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)先地位遭挑戰(zhàn)

這次論壇傳達(dá)出來(lái)的主要信息是其他國(guó)家正在對(duì)美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)的領(lǐng)先地位發(fā)起挑戰(zhàn)，從而對(duì)美國(guó)在各個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位造成影響，包括科學(xué)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，論壇上有專(zhuān)家如此認(rèn)為。

"一年之中，中國(guó)將出現(xiàn)更多更多的Top500系統(tǒng)，比歐洲的總和還要多。"Turek指出。Top500指超級(jí)計(jì)算機(jī)的世界前500強(qiáng)，這一名單定期由美國(guó)和歐洲的學(xué)術(shù)研究者進(jìn)行更新。在最新的Top500名單上，中國(guó)擁有24個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)，排在首位的是美國(guó)，擁有28個(gè)；英國(guó)38個(gè)，法國(guó)27 個(gè)，德國(guó)24個(gè)。

"我們的首要目標(biāo)是保持美國(guó)在高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者地位。"RickStevens 如此說(shuō)道，他是美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ArgonneNationalLaboratory）的計(jì)算、環(huán)境和生命科學(xué)副主管。這一目標(biāo)意味著到2020年時(shí)將建造出一個(gè)億億級(jí)別的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（exascalesystem）。

億億級(jí)別HPC的優(yōu)勢(shì)和難點(diǎn)

億億級(jí)別的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠帶來(lái)大量的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)⒖茖W(xué)帶進(jìn)"現(xiàn)在因沒(méi)有更多計(jì)算能力而無(wú)法實(shí)現(xiàn)"的領(lǐng)域，Stevens指出，這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如此的強(qiáng)大，可以模擬人體細(xì)胞中進(jìn)行的所有活動(dòng)。

Stevens稱(chēng)，目前大約有1000名科學(xué)家已投入到美國(guó)億億級(jí)別計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)劃（U.S.ExascaleInitiative）的工作中。但是，尤其是歐洲和中國(guó)，"已經(jīng)加速投資"開(kāi)發(fā)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，他又指出。

歐洲已經(jīng)"推出他們自己的exascale計(jì)劃，以此與美國(guó)展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)"，Stevens說(shuō)道。接著又補(bǔ)充說(shuō)，"如果美國(guó)不能繼續(xù)投資，保持領(lǐng)先"，已經(jīng)加速開(kāi)發(fā)步伐的歐洲人將會(huì)超過(guò)美國(guó)。

但是，創(chuàng)建exascale系統(tǒng)的方法與過(guò)去創(chuàng)建超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的方法不同，Stevens指出。

當(dāng)前，千萬(wàn)億級(jí)別（petascale）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)擁有20個(gè)處理器；而億億級(jí)別系統(tǒng)的處理器數(shù)量將位于1億到10億之間。

這種超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要的電能是巨大的。一個(gè)雙petaflop系統(tǒng)需要大約2兆瓦的能量，為了防止這種強(qiáng)大許多背的系統(tǒng)出現(xiàn)能耗失控，必須對(duì)能源的使用效率進(jìn)行提高。

為了建造exascale系統(tǒng)，Stevens指出，科學(xué)家正在進(jìn)行一種"協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)"，對(duì)這一系統(tǒng)所需的每一個(gè)元件進(jìn)行重新研發(fā)。

但是，現(xiàn)在這一競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)展開(kāi)。根據(jù)最新的Top500排名，中國(guó)擁有世界上排名第二的超級(jí)計(jì)算機(jī)，Nebulae，一個(gè)1.27-petaflop 級(jí)別的系統(tǒng)。排名第一是克雷公司（Cray）建造的1.76-petaflop級(jí)美洲虎（Jaguar）超級(jí)計(jì)算機(jī)，存放在美國(guó)能源部的橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（OakRidgeNationalLaboratory）里。

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