群雄逐鹿超级计算机“头把交椅”
来源: 作者: 时间:2011/6/28 10:35:55

  国际TOP500组织20日在网站上公布了最新全球超级计算机500强排行榜,日本超级计算机“京”以每秒8162万亿次的实测运算速度跻身榜首,中国的“天河一号”排名降至第二,但中国进入榜单的超级计算机总数在全球仅次于美国。

  这份排行榜还显示,中国的超级计算机数量不断增加,包括实测运算速度达2600万亿次的“天河一号”和排名第四的“星云”在内,进入排行榜的超级计算机系统已达62个,第三名德国是30个。中国超级计算机系统无论是总数还是累计峰值运算能力都超过了德、日、法等传统的超级计算机大国,美国则以256个遥遥领先于其他所有国家。

  在2010年11月发布的上一份排行榜上,中国入榜的超级计算机系统是41个。半年内入榜系统增加了21个,表明中国在全球最快超级计算机中所占的份额越来越大。

  国际TOP500组织每年两次发布世界上最快的500强超级计算机排名,20日在其网站公布的是第37期。最新排行榜的一大特点是,排名前十的超级计算机系统实测运算速度都超过每秒千万亿次,其中美国的超级计算机系统有5个,中国和日本各2个,法国1个。

  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。

  运算能力——大国必争战略高点

  超级计算机是“计算机领域的珠穆朗玛峰”。从全球看,超级计算机领域里的竞争十分激烈,差不多每年都有新的巨型机投入使用,运算能力的排名变化很快。超级计算机是各国尤其是大国必争的战略制高点,甚至是一个国家综合实力与技术实力的主要体现。

  近年来,中国逐步探索出了一条适合国情的发展超级计算机的新路子,“中国制造”不断缩小与发达国家的差距,在一些技术领域甚至处于世界领先地位。入围世界前500名超级计算机系统的排名中,中国占有的数量超过日本、法国、德国和英国,成为超级计算机的第二大使用国。《纽约时报》称,中国正在由一个超级计算机领域的“后起者”向“超级大国”转变。

  美国——内置加速明年夺魁

  对中国在超级计算机领域占据世界第一的说法,美国的计算机设计师表示,世界不会停止脚步,中国的赶超只是暂时情况。美国在失去“世界最快计算机拥有者”称号之后,会加大超级计算机方面的研究。

  有媒体称,美国目前已有五个计划或正构建的超级计算机系统,其运算能力将会超越“天河一号”,这些正在建造的超级计算机大多数都集中在美国。美国正在开发的一套名为“蓝水”的计算机系统,使用的是IBM公司的Power7多核处理器,每秒持续运算速度能达1000兆次,最高可达10000兆次。此外,美国橡树岭国家实验室正在研制内置加速器的超级计算机,研制成功后计算能力有望达20千万亿次,预计在2012年研制完成。到这台计算机建成后,它的运算速度将是“天河一号”的10倍。

  日本——起步较早超越美国

  在研发超级计算机方面,日本属于起步较早的国家之一。自上个世纪90年代起,日本意识到超级计算机研发是提高其国际竞争力的重要一环,不断推出和更新超级计算机的研发计划。

  1999年,日本投入400亿日元(约人民币25亿元),开始名为“地球模拟器”的超级计算机研发,旨在通过在计算机内置“虚拟地球”预测及解析整个地球大气、地壳、地震等活动为目的。2002年,“地球模拟器”成功推出,把一直在计算机制造领域独占鳌头的美国挤下了“头把交椅”。

  之后,由于预算资金削减原因,日本超级计算机的研发目的发生转向,原来由政府主导型的超级计算机研发政策,开始向产学一体化、为民生提供更多贡献的方向发展。目前,日本为外界所知的核心项目是10千万亿次级的超级计算机系统,预计2012年问世。

  欧洲——20国参与“居里”计划

  欧洲采取“化零为整”的联合手法,共同打造“超超级”计算机。2010年6月,投资数亿欧元、有20个国家参与的连接多台超级计算机、每秒速度达百万兆次的超级计算机合作平台计划,在西班牙巴塞罗那启动。此计划旨在通过建立一个连接欧洲各种计算资源的基础设施,增强欧洲的超级计算能力。

  去年10月25日,法国原子能委员会举行了大型计算中心揭幕仪式。大型计算中心坐落在法国北部的埃松省,总面积6500平方米,主要用途就是安放由欧洲多国共同研制的“居里”超级计算机,它可进行每秒超过1000万亿次的运算,相当于15万台笔记本电脑工作量的总和,将于今年底正式投入运行。

  俄罗斯——运算性能密度最佳

  2010年3月,俄罗斯方面透露,国立莫斯科大学正筹建一套最大性能超每秒千万亿次浮点运算的超级计算机,会杀进TOP500排行榜前三,甚至还有望拿下第二位。

  与此同时,去年9月,俄罗斯还展示了最高密度Tesla超级计算机,号称可实现全球最高的运算性能密度,在小空间内实现万亿次计算,解决了超级计算机占地空间大、造价高等缺点。

  印度——潜在实力不可轻视

  目前,印度也是世界上为数不多几个自主拥有超级计算机的国家。印度以低廉的成本,研制出了高品质和具备高速运算能力的超级计算机。2007年,全球“超级计算机500强”排行榜公布,印度产超级计算机首次打入榜单的第四位。

  尽管目前500强中印度所占席位不多,但印度的IT产业为世界所称道,依然有强大的潜在实力再造佳绩。

  中国——专家提醒“保持冷静”

  中国在超级计算机研发领域进步很快,自主研发能力迅速提高,专家提醒要“保持冷静”。因为就整体优势而言,美国依然位处第一梯队,中国只是在第二梯队中据领先地位。衡量一个国家在超级计算领域的实力,运算速度并非唯一指标,更重要的是看应用能力。

  中国在应用程度方面远低于美国等发达国家。比如,自2007年7月“天河一号”系统正式上网投入使用后,虽然已为石油勘探、高端装备制造、生物医药、动漫设计等方面的20多家用户提供服务,但是核心的工业制造业尚未掌握运用超级计算机的能力。在国外,超级计算机的用户,都是波音、福特汽车等大型、一流的企业。

  由于应用软件开发难度大,中国超级计算机在发展过程中,操作系统还没有形成生态链,使用上的优势远远没有发挥出来。中国专家表示,要用好“天河”这样的超级计算机,必须在每个专业学科领域——工业、流体力学、结构仿真、生命科学等都开发出专门的应用软件。而在我国,这类软件的自主研发能力不足,要依赖进口,国外对这些软件的出口往往采取限制措施。

  此外,超级计算机的核心部件还由美国制造。比如,“天河一号”中7168个GPU都是美国英伟达公司生产。而日本建造的“京”超级计算机,完全依靠日本自己的技术。

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