俄印联手欲挑战“天河”中国专家:想都别想


《印度时报》8日报道称,俄罗斯打算与印度联手,冲击超级计算机的最高峰,撼动中国“天河二号”运算速度世界第一的地位。印度专家乐观地认为,超过中国只是“预算以及印度人乐不乐意的问题”。不过,一名中国计算机专家9日向《环球时报》透露,中国“天河二号”即将再次升级,其峰值速度将比目前速度翻一番。

俄罗斯主动伸出橄榄枝

《印度时报》网站8日刊登题为“俄罗斯提出与印度联合发展超级计算机对抗中国霸主地位”的文章称,俄罗斯超级计算机公司RSC集团和俄罗斯科学院已经提议与印度合作发展超级计算机,与世界最快的超级计算机——中国“天河二号”一争高低。“在超级计算机研发领域,印度拥有很多独特的技术。比如在软件方面就非常强大。”RSC公司的合伙创始人兼CEO、俄罗斯科学院代表阿列克谢·施姆列夫说。“我已经做好和印度分享技术的准备。”上个月,俄罗斯科学院的鲍里斯·沙巴诺夫在一封信中邀请来自印度科学研究院的一个小组和卡纳塔克邦政府考虑在该邦的班加罗尔建设超级计算机中心的可能性。

《环球时报》驻莫斯科记者9日就此事向俄罗斯RSC集团求证,一名不愿透露姓名的工程师表示,对与印度合作相关事宜“无可奉告”。该工程师表示,RSC公司为私营公司,没有国家投资,不过它的许多项目均由俄罗斯科学院订购。

在该公司官网上记者看到,该公司可以提供以英特尔新式芯片为架构的整套超级计算机设计制作方案,该公司还参与了俄罗斯科学院跨部门超级计算机研究中心的建设。目前RSC研制的MVS-10P型超级电脑的运算能力在世界排名第59位,效率排名世界第30位。

根据TOP 500项目的排名(该项目为世界最强的计算机系统进行了排名),由中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机目前排名第一。相比之下,印度的超级计算机Param Yuva-II排名世界第83,而俄罗斯的“罗蒙诺索夫”超级计算机排名第37。

《印度时报》称,如果俄印之间的合作能够最终达成,将研发一套足有篮球场那么大的计算机系统,其运算速度相当于几百万台个人计算机的运算速度。但该报道并未提及该超级计算机的运算速度。

“天河二号”不会坐等赶超

中国计算机学会高专委秘书长、中科院计算所研究员张云泉9日在接受《环球时报》采访时表示,俄印这几年都非常重视超级计算机的研制,但它们的整体水平还处于第二梯队的位置,而中国的整体水平已经冲到美中日欧组成的第一梯队,整体水平仅次于美国,排在世界第二位。中国目前在全国各地已投资建设或计划建设8个国家超级计算机中心,而且中国的“天河二号”超级计算机将在今年底或明年初再次升级,峰值速度将从55P翻一倍达到100P以上(P为超级计算机运算单位,意为每秒千万亿次),中国还将在无锡建一个新的大型超级计算机中心。

张云泉研究员表示,美国、日本和欧盟等超级计算机大国都有升级自身超级计算机到上百P甚至百亿亿次的战略计划,中国也正在研究和拟定新的百亿亿次超级计算机的计划,中国是在和美日欧这样的顶尖强国竞争,他对于俄印近期是否有能力赶超中国“天河二号”表示怀疑。

超级计算机应用极广泛

俄罗斯打算和印度联合研发超级计算机不仅仅是为了争夺世界第一的头衔,实际上,超级计算机用途非常广泛,从天气预报到气候模拟,从模拟核试验到飞行器设计,甚至连动画片和3D大片,都可能用到超级计算机。

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在军事领域,飞行器设计、各种武器的研制和模拟试验以及一些基础科学研究领域都需要大规模数值计算,这正是超级计算机所擅长的。目前,先进国家还利用超级计算机进行核武器的模拟试验,以评测核武器的性能。美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室就曾使用多次夺得世界第一头衔的IBM“蓝色基因”超级计算机进行核弹爆炸三维模拟。

在民用领域,进行气象预报是超级计算机最重要的应用领域之一。2008年北京奥运会举办时,北京市气象局所购置的IBM Systemp575超级计算机的计算能力达到原有系统的10倍,新的天气预报系统可覆盖4.4万平方公里的区域,能为每平方公里按小时提供天气和空气质量预报。此外,超级计算机还用于油气资源勘探、基因遗传工程、药物研制等众多领域。中国“天河一号”超级计算机还曾进行数字动漫渲染。

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除了以上功能,张云泉研究员表示,西方国家还将超级计算机广泛用于情报收集领域,比如美国NSA就要使用超级计算机。

当年随着世界超级计算机500强排行榜揭晓,国防科技大学研制的天河二号成为全球运算速度最快的计算机。

短短两年半,从天河一号排名世界第一到天河二号再登世界超算之巅,天河计算机的峰值性能从4.7千万亿次提升至5.49亿亿次。这是中国超级计算机相继刷新世界纪录的计算速度,也是国防科大以自主创新的信心勇气和艰苦实践不断攀登世界科技高峰而创造的“中国速度”。

在国家使命中只争朝夕,战略需求驱动创新

在国内超级计算机刚突破10万亿次的2005年,国防科大就吹响了进军千万亿次系统的冲锋号。而作为科技部863计划信息技术领域“高效能计算机研制”重大项目,天河二号的关键技术攻关,从天河一号问世那天就开始了。

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探索一代、预研一代、研制一代、装备一代,面对超级计算机每10年性能提高1000倍的规律,起步晚的中国超算事业充满紧迫感。“对国际发展趋势进行分析后,我们瞄准亿亿次级机器的研制,决心在引领世界超算发展中作出新贡献。”国防科大校长杨学军说。

2010年12月,天河二号正式启动方案设计。2013年5月,系统完成研制。

如果说前瞻性的战略部署为天河二号的研制搭建了坚实阶梯,建设创新型国家的战略需求则为天河二号的诞生注入了强劲动力。

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国家超级计算天津中心的报告表明,通过天河一号带动了产业升级的许多用户,很快又提出更高需求。当天河二号以更新状态亮相,他们惊喜地发现:大规模石油勘探数据处理,天河二号的速度是天河一号的10倍以上;气候历史变化模拟,天河一号模拟到2000年前,而天河二号能模拟到20000年前甚至更远……

这是一场激烈的竞赛。2011年到2012年间,日本“京”、美国“红杉”和“泰坦”系统先后超过天河一号。

“你追我赶的背后其实是国家综合实力的较量。”国防科大政委王建伟说,“我们决不能有丝毫骄傲、丝毫自满、丝毫懈怠。”

上世纪80年代初,面对西方的技术封锁,以慈云桂为代表的科研人员同样是以这种只争朝夕的精神奋力拼搏,使我国成为继美国、日本之后能够独立设计和制造巨型机的国家。

今天,国家使命面前,重返世界第一的天河二号再次交出精彩答卷。

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在中国创造中跨越发展,核心技术实现创新

用什么样的“筋骨”打造一个高性能、低功耗的系统,一直是世界计算机科学家们关注的焦点。

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“CPU+GPU异构融合体系”,是天河一号独创的技术路线。两年多来,因其低能耗、低成本、高集成度等优点,这种结构成为国际主流。在此基础上,科研人员迈出创新的又一步,为天河二号设计出“新型异构多态体系结构”,不仅大幅提高了系统的计算速度,还将其应用从科学计算拓展至大数据处理等多个领域。美国、德国、日本等国科学家预言,天河将再次引领世界超算结构的发展潮流。

关键技术是买不来的——从我国超算事业起步开始,科技工作者就深谙这个道理。中国智慧的一次次迸发,正是来源于不断突破关键核心技术的壮丽实践。

天河二号多项自主技术令世界瞩目:高速互联系统性能是当前国际商用互联系统的两倍,“飞腾1500”CPU构建出高安全高吞吐率的服务阵列,高密度高精度组装结构使其占地面积与天河一号相当、性能却提升了11.6倍……

“‘中国技术’推动世界亿亿次级超算水平跃上新的高度,也极大增强了国产超级计算机的自主可控能力。”天河二号总设计师廖湘科说。

从局部突破到综合技术领先,从奋力追赶到逐步超越,虽然我国在信息技术领域与西方发达国家仍有差距,世界超级计算机发展史上已留下“中国创造”的深深印记。

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在团结协作中奋勇拼搏,年轻人才延续创新

国防科大整合优势科研资源,合力打造天河二号。副总质量师胡庆丰说,团队成员对每一个技术和工程细节都不肯放过,唯独名利未挂在心上。

如果说技术积淀和“计算机+多学科”的融合优势是“银河”赋予“天河”的技术财富,“胸怀祖国、团结协作、志在高峰、奋勇拼搏”的“银河精神”就是天河人永远坚守的精神高地。

这是一群极其勤奋的科学家,每天工作十几个小时,全年仅春节期间休息了三天。机器的新速度大多是在凌晨三四点钟算出来的。每到这时,灯火通明的“天河楼”一片欢腾,大家还会兴奋地打电话告诉在外地出差的同伴们。

这是一群视事业高于一切的奉献者。有人在孩子出生当天进入封闭攻关基地而毫无怨言,因为“天河也是我们的孩子”。有人在亲人临终时无法相见,只能在系统调试完成后去墓地献上一束鲜花。

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这是一群朝气蓬勃的年轻人,平均年龄不到40岁。在天河一号工程中成长起来的年轻技术人员,如今已是天河二号研制的骨干力量。此外,还有23名本科生直接参与系统研制。

他们,是我国超算事业生生不息的源泉。

昨天下午,正在德国莱比锡召开的2013国际超级计算大会上,世界超级计算机TOP500组织正式发布了第41届世界超级计算机500强排名榜,“天河二号”跑出30.65PFlops惊人纪录,比之前“世界最快”要快上近1倍!重夺“世界最快”头衔,美国“泰坦”位列第二。

中国超级计算机继“天河一号”之后,第二次登上了世界第一的宝座。“天河二号”成为当今世界运算速度最快、综合技术领先的超级计算机,中国超级计算机研制水平继续处于世界领先行列。“天河”也与“天宫”、“神舟”一道,成为国家竞争力的一个象征。

超级计算机简称“超算”,阿凡达超三分之二画面都是它算出来的。未来会有中国版阿凡达吗?

昨天,浙江大学计算机科学与技术学院计算机科学与工程学系陈教授接受本报记者采访时说,国际TOP500组织从1993年开始发布全球超级计算机500强排行榜,这也是全球最权威的超级计算机榜单,每年6月和11月发布两次TOP500榜单。排行榜以系统的Linpack实测速度为基准对全世界的超级计算机进行排名。全球超级计算机领域你追我赶,竞争非常激烈。

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2010年,我国的“天河一号”以每秒4700万亿次的峰值速度和每秒2566万亿次的持续速度,在世界超级计算机500强中位居第一,中国人首次站到了超级计算机世界冠军的领奖台上。

然而,仅仅过了不到8个月,日本一台名为“京”的超级计算机就将“天河一号”挤下冠军台。之后,美国研制的“红杉”、“泰坦”超级计算机先后坐上世界第一的交椅,天河一号排名滑落至第8名。

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“天河二号”登顶彰显中国竞争力

陈教授说,超级计算机是国家科研的一个基础工具,为解决经济、科技等领域一系列重大挑战提供了重要手段,对提升综合国力也具有战略意义。“天河二号”登顶标志着中国在超级计算机研制的自主可控方面又迈出一步。在计算机体系结构里,体现了我国的综合实力。

“天河二号”最引人注目的一个关键词就是:自主研发。陈教授说,超级计算机是通过不同的节点组织起来,里面有很多技术含量,比如说如何将这些节点组织起来,如何分配任务,如何协同工作等。尽管“天河二号”还使用英特尔芯片,但中国超级计算机将来拥有“中国芯”不是梦。

“天河二号”占地面积720平方米,内存总容量1400万亿字节,存储总容量12400万亿字节,最大运行功耗17.8兆瓦。打个形象的近似比喻,天河二号运算1小时,相当于13亿人同时用计算器计算一千年,其存储总容量相当于可存储每册10万字的图书600亿册。

广州超级计算中心先导系统技术负责人卢泽新研究员说,“天河二号”具有强大的计算能力,以500人规模的全基因组信息关联性分析为例,华大基因利用原有计算机需1年时间,利用天河二号只需3个小时。在新车研发中,采用传统设计手段,一般要经过上百次的真实碰撞实验,历时两年多才能完成一款新车的结构设计,而利用“天河二号”对汽车碰撞模拟和空气动力学模拟结果,只需3到5次实车碰撞,两个月即可完成任务。

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相比此前排名世界第一的美国“泰坦”超级计算机,“天河二号”计算速度是“泰坦”的2倍,计算密度是“泰坦”的2.5倍,能效比相当。与此前研制的“天河一号”相比,“天河二号”计算性能和计算密度均提升了10倍以上,能效比提升了2倍,二者占地面积相当,执行相同计算任务的耗电量只有“天河一号”的三分之一。

专家们表示,由于“天河二号”的速度比第二名快近一倍,中国有可能保持桂冠至少一年时间。今后,全球最快超级计算机的位置将可能出现由中美日三国计算机交替把持的局面。

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“天河二号”问鼎固然让人高兴,但也应看到,全球超级计算机格局并没有改变,第一序列依然是美国,中国、日本、英国、法国和德国只能在第二序列中争先。

在当天公布的排行榜上,美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的“红杉”、日本理化研究所的“京”、美国阿尔贡国家实验室的“米拉”分列第三至第五位。中国“天河一号”曾在2010年名列榜首,此次已降至第十的位置。

目前,美国拥有全球500强超级计算机的一半还要多,显示出明显的优势。中国大陆共有65个超级计算机进入500强榜单,比去年11月榜单的72个略有下降,但仍位居第二。日本以30个位列第三。英国、法国和德国分别以29个、23个和19个位列第四至第六位。

新一轮超级计算机竞赛开始

专家们表示,今后必将出现新一轮的超级计算机竞争。中科院计算机网络信息中心超级计算中心主任迟学斌认为,“天河二号”的问鼎只是短暂的,其他国家将会加大投入,预计很快就有更快的系统问世。伊利诺伊理工学院计算机系主任孙贤和教授告诉记者,日本科学家在一次高性能计算会议上已经公开表示,要造出比“天河二号”更快的机器。

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表面看来,超级计算机只和科学研究联系在一起,事实上,在和大众生活息息相关的各个领域,我们都能看到超级计算机的身影。陈教授说,尤其在现代大数据时代下,超级计算机的性能就显得格外重要.具体来说,我们的衣食住行都有“天河二号”的影子。陈教授说,比如地震监测,超级计算机对地震的模拟将帮助我们探索地震预测新方法。

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比如气候问题,借助超级计算机建模预测气候变化。天河二号帮助新材料的研发,将来我们的衣服会变得更加舒适美观;“天河二号”帮助科学家进行水稻、玉米、生猪的基因分析研究,可以改良它们的品种,使我们吃得更健康安全;“天河二号”帮助建筑物的抗震防风设计,会使我们住得更加稳当。“天河二号”拟于今年底前在广州投入实际运行,将服务于珠三角地区以及包括香港、澳门周边。

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