美国超算重夺世界第一，中国何时反超已经不再重要了？

世界超算大会（ISC2018）还没到，超算圈的一池春水就被这条消息搅动了——

美国能源部（DOE）下属橡树岭国家实验室（Oak Ridge）6月8日宣布，由IBM研制的、建设在该实验室命名为“Summit”的超级计算机，其浮点运算速度可达每秒20亿亿次（200 PFlops），是当前世界最快纪录保持者——中国超算“神威·太湖之光”的两倍多（93 PFlops）。

这意味着，在中国超算连续5年“霸占”世界最快超算之后，美国超算终于重新“夺回”这一头把交椅。

笔者对此并不感到惊奇。甚至还能预见，美国超算对“神威·太湖之光”世界第一快地位的威胁还会上演“超越三连”。今天是Summit，明天还会有利弗莫尔实验室的Sierra，再过些日子还有阿贡实验室的Aurora——这背后都源于美国能源部对其下属国家实验室的大升级。

2016年6月，“神威·太湖之光”取代“天河二号”成为世界最快超算新科冠军，笔者就“美国难道对全球最快超算无动于衷？”等问题向全球超算TOP500排行榜发起人、田纳西大学教授杰克·唐加拉（Jack Dongarra）本人求证，他的回答明白清楚，美国并不会坐视这一优势旁落，具体如下：

“In the US the Department of Energy (DOE) is currently planning upgrades across the DOE national laboratory complex that greatly exceed today’s capabilities, including a planned 200-petaflop Summit machine at Oak Ridge by early 2018, a planned 150-petaflop Sierra machine at Livermore by mid-2018, and a planned 180-petaflop Aurora machine at Argonne in late

美国或对中国超算形成“超越三连”

按照这个走势，中国超算要想再次反超，恐怕只能等待E级超算（百亿亿次超级计算机）能够率先取得突破了。清华大学教授、国家超级计算无锡中心主任杨广文也认为，“中国有很大的机会在E级时代实现再次超越”。

事实上，对于谁是“世界第一快”超级计算机，其象征意义早就超过了实际应用意义，换言之，中国超算会不会在短期内再次反超，已经不那么重要了。真正重要的是，面前横亘着功耗墙、存储墙、可编程墙、可靠性墙等重大挑战的E级超算，才是真正的“兵家必争之地”，谁能在这个舞台上率先实现突破、展现实力，才是超算领域最大的看点。美国已经率先发力，而对于中国超算而言，还有能否彻底摆脱对外国核心软硬件依赖的因素掺杂其中。

对于E级超算，我国也有所准备。国家科技部等相关部委在制定“十三五”规划时，专门设立了“国家‘十三五’高性能计算专项课题”，并明确由国防科技大学、江南计算技术研究所以及中科曙光三家单位各自开展E级超算的原型系统研制项目。按照规划的时间表，这三家单位应该已经陆续完成了相应的原型系统研制，甚至通过验收。

本来，有着不同技术路线的三家单位并驾齐驱开展E级超算的研制，是一个相互促进和相互竞争的过程，而据笔者了解，出于种种考虑，科技部将可能最终由3家单位中的2家来正式开展E级超级计算机的研发。也就是说，很可能会出现集合三家的力量做两台E级超算设备的局面。

那么，最终将如何取舍？谁将主导？眼下还没有定论。不过，从国家一再强调“自主可控”的指挥棒下，不难看出，谁在这方面做得好，谁就将在E级超算的研制中占据主导的地位。

中国超算的三驾马车

我们不妨对比一下，三家单位的“自主可控”水平，分别如何？

这里的自主可控，指的是从CPU、加速器和高速通信三大类芯片，到操作系统，再到运行计算环境等完全自主。

先说说国防科技大学。国防科大在以往的“天河”系列超算设备中，在主处理器和协处理器方面多采用Intel芯片，如“天河二号”的主、协处理器分别为Intel Xeon E5-2692和Intel Xeon Phi，配合国产麒麟操作系统。在未来的“天河三号”的研制中，CPU料将不再采用Intel芯片，而是采用其在原型机研制中使用的飞腾公司的FT-2000系列芯片。据悉，最新的FT-2000Plus采用台积电16nm制造工艺，主频为2.0GHz-2.4GHz。FT-2000系列芯片在单线程性能上跑分不高，但在多线程性能上可达到Intel中高端服务器CPU的水平，应能胜任作为超算主控CPU的性能要求。

接着说说江南计算技术研究所。因“神威·太湖之光”已实现了自主可控目标，并且其处理器（SW26010, 1.45GHz）、计算机体系结构和冷却技术等方面已经验证，在E级计算机系统研制方案上，国家并行计算机工程技术研究中心（NRCPC）将很有可能继续延用“神威·太湖之光”的体系结构，并在此基础上继续研制新一代国产“申威”异构众核处理器，同时进一步完善软件生态。

最后说下中科曙光。中科曙光本就是贴着中国超算的标签诞生的，其在我国超算力量中有着不可忽视的地位。并且，曙光公司是三家中带着超级计算机在市场化道路上走得最远的单位。然而，正是由于曙光要着眼于满足市场化需求，其超算设备的自主可控能力稍弱，且近年来在TOP 500 榜单上也没有太靠前的排名。

不过，曙光公司最近在服务器芯片/超算主控芯片方面有了新选择。中国工程院院士、曙光公司董事长李国杰在最近接受笔者采访时表示，曙光控股子公司海光公司此前通过向美国AMD公司购买其基于先进的Zen架构的x86 CPU核的生产权和修改权，已开发出国产化的海光服务器CPU（SoC）。不难推测，曙光为了拿到研制E级超算的主导权，必将祭出海光x86 CPU这一大杀器。现在就要看相关部门如何对海光CPU做评估：无论出于安全上还是在自主可控方面的考虑，是否相信海光在短时间内有完全消化吸收的能力。

自主可控是胜负手

而这，也或将成为左右E级超算最终花落谁家的胜负手。