中国超算“称霸”榜单的冷思考：整体与美国尚有差距

最新发布的第５０届全球超级计算机５００强榜单中，中国超级计算机不仅再次夺冠，更在入围总量以及总体性能方面“称霸”榜单。

然而，仅凭榜单数据衡量一国的超算水平是否客观？中国超算技术是否已称霸世界？如何理性看待榜单显现的中国优势？

整体水平尚有差距

超算技术，并不简单等于超级计算机，其核心技术主要涵盖硬件、软件和生态系统多个方面。国际ＴＯＰ５００组织联合创始人、美国劳伦斯伯克利国家实验室首席科学家埃里克·施特罗迈尔指出，目前就整体超算技术水平而言，美国仍是第一，其次是日本，中国名列第三。

从芯片使用情况看，美国供应商也占据绝对优势，此次５００强榜单中就有４７１台超算使用美国英特尔芯片。不过，中科曙光公司高性能计算产品事业部总经理李斌认为，国产处理器性能不一定比国外Ｘ８６处理器弱，使用中国芯片制造的“神威·太湖之光”超级计算机计算性能就十分强劲。

“神威·太湖之光”超级计算机

２０１５年，美国政府开始对中国四家超算中心禁运英特尔“至强”服务器芯片，这一被认为意在“精确狙击”中国超级计算机的举动，倒逼“中国芯”走上自主研发的道路。

２０１７年全球超级计算机大会主席贝恩德·莫尔对此评论，他和身边不少朋友都认为美国政府的行为十分愚蠢，除了损害美国利益外，还培养了中国这个强有力的竞争对手。

“近年来，中国对超算投入和努力巨大，发展速度和成就令人惊叹，”美国阿贡国家实验室科学与工程学院主任彼得·贝克曼１４日在美国科罗拉多州丹佛市举行的２０１７年全球超级计算机大会上接受新华社记者采访时说，尤其让国外同行羡慕的是，中国是“国家在办事”。

莫尔说，中国政府的大力推动正是中国超算技术在近年来得以迅猛发展的重要原因。

“各级政府支持之外，企业、学界整个社会都在全力发展和投入。中国人工智能、大数据等互联网企业对于超级计算机技术的应用增加，也是近年来中国超算发展迅速的重要原因。”中国国家高性能计算机工程技术研究中心副主任何铁宁说。

应用生态需要优化

然而，“就应用和生态而言，我们与国际先进水平还有不小差距。”负责在“神威·太湖之光”超级计算机上移植大气模式软件的廖俊峰博士对记者说。

由于硬件已大部分国产，所有软件程序都需要重新移植，编译器等也需要特别订制，针对这些特性进行架构优化并不容易。以大气模式软件移植为例，廖俊峰等２０多名博士利用美国气候中心提供的开源程序，历时两个多月，才将大约１６０万行代码移植到“神威·太湖之光”上。

李斌也认为，中国处理器性能很强，但没有基础软件和应用软件环境与之适配，在国际市场上就缺乏竞争优势。

可喜的是，无论国家层面，还是学界、业界，都已形成全面发展中国超算生态的共识。“十三五”以后，中国在高性能计算领域主要有三个发展方向：一是研发高性能计算机，也就是超级计算机；二是各个方向应用软件领域的开发和优化；三是高性能计算机整体应用环境的建设，包括操作系统、编译器、编程环境等。后两个方向正是侧重于高性能计算机生态环境的打造。

关于中国在软件和相关生态方面的欠缺，贝克曼认为，开源软件的利用，硬件的加速发展以及应用规模的增加，都会推动中国超算获得更大发展。中国超算人才建设也正在加速，在美国研发未来Ｅ级计算机中扮演关键角色的阿贡国家实验室就有很多来自中国的科研人员。

榜单并不唯一

国际ＴＯＰ５００组织最新发布的榜单中，５００强榜单并不唯一，更不是绝对标准。

５００强榜单统计的是浮点运算速度，不少专家认为这种标准在实际应用中缺乏说服力。反映计算机浮点计算能力Ｌｉｎｐａｃｋ的最早编写者之一、美国橡树岭国家实验室资深专家杰克·唐加拉指出，这一标准不关注架构，在大量复杂数据的系统测算方面价值也不大。

国际上现在比较推崇高性能共轭梯度（ＨＰＣＧ）测试，检测的性能更偏实际应用。在国际ＴＯＰ５００组织同时公布的ＨＰＣＧ榜单中，前三名则分别是日本的“京”、中国“天河二号”和美国的Ｔｒｉｎｉｔｙ。

在能效方面，国际ＴＯＰ５００组织公布的“绿色５００强”榜单中，前三名均是日本基于ＺｅｔｔａＳｃａｌｅｒ－２．２架构和ＰＥＺＹ－ＳＣ２加速器建造的新系统。

日本超级计算机新创企业ＥｘａＳｃａｌｅ是这一系统的研发机构之一。该公司商业发展部门主管保忠长野说，全球工程师都在努力向未来百亿亿次超级计算机，即Ｅ级超级计算机迈进，其中能效是关键技术，在这方面中美都落在日本之后。

保忠长野说，中美仍在拼速度，而日本走的是另一条路，“我们其实并不希望中国走我们的路，因为中国走我们的路也会发展的很好”。

中国发展超算技术，并非为了“碾压全球”。正如曙光公司高性能计算产品事业部副总经理吉青所说，“Ｅ级超级计算机是全球各国争夺的皇冠上的明珠，占领战略制高点至关重要。但从业界来讲，我们更本质的初衷，则是为全球用户提供更多选择和可能。”

（新华社）

[责任编辑：杨凡、徐红梅]

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