全球超级计算机500强:美运算性能蝉联第一,中国数量居冠

新华社报道,新一期全球超级计算机500强榜单18日在美国丹佛(Denver)发布,美国继续在运算速度上领跑,中国继续扩大上榜数量优势,在总算力(性能)上与美国进一步缩小差距。

与今年6月在德国法兰克福发布的上期榜单相比,全球超级计算机格局变化不大。美国的“高峰(Summit)”和“山脊(Sierra)”再次拿下榜单冠亚军,中国的“神威‧太湖之光(Sunway TaihuLight)”和“天河二号(Tianhe-2A)”仍然分列3、4位。中国境内超级计算机上榜数量连续5次蝉联第一,并继续扩大优势,从半年前的219台增加到228台;而从总算力来看,中国超级计算机占比32.3%,与美国差距从半年前的8.5%减小至4.8%。此外,中国企业联想、中科曙光和浪潮依然占据全球超级计算机制造商前3位。

中美两国在超级计算机领域你追我赶的态势已持续数年,中国的“神威‧太湖之光”曾多次夺得冠军,美国“高峰”在2018年6月首次登顶后已连续4次夺冠。全球超级计算机格局虽然近来整体稳定,但未来可能因E级超级计算机而变化。E级超级计算机即百亿亿次超级计算机,被公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”。从“高峰”的每秒近15亿亿次浮点运算速度到百亿亿次,这中间有相当大的发展空间,到E级超级计算机实现在,可能会出现全新的榜单。

美国在E级超级计算机布局上追求“多重保险”,近期相继宣部署造“极光”、“前沿”、和“酋长岩”3台E级超级计算机,交付时间预计为2021年至2023年。中国也在部署E级超级计算机,中国自主研发的E级超级计算机“天河三号”原型机2018年7月以来已开放应用,“天河三号”有望于2020年研制成功,神威E级原型机和曙光E级原型机系统也已完成交付。

从上榜数量和性能上来看,中国已跻身超级计算机大国之列,但如果把超级计算机拆开来看,中国超级计算机发展还面临诸多挑战。首先,在计算机芯片研制方面美国公司仍占据绝对优势,“高峰”和“山脊”均使用IBM公司生产的Power9中央处理器;从市场占有率来看,英特尔公司仍是中央处理器领域的霸主,本期超级计算机500强榜单中约94%都使用了英特尔“至强”(Xeon)或“至强融核”(Xeon Phi)处理器。

而“神威‧太湖之光”因使用中国自主研发的“申威”芯片而备受瞩目,但更多中国企业建造的超级计算机仍使用英特尔芯片,改变这种局面有很长的路要走;其次,超级计算机软件发展能力落后,限制中国超级计算机系统使用效率和应用水准。不过,近来这种情况已有所改观,基于“神威‧太湖之光”的两项应用“千万许可扩展全球大气动力学全隐式模拟”、“非线性地震模拟”分别于2016年和2017年获得高性能计算应用领域全球最高奖项戈登贝尔奖,展现了中国在高性能计算应用领域的强劲发展态势。