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　　浙江在线6月10日讯（浙江在线编辑 金林杰）日前，位于美国田纳西州东部的美国能源部下属橡树岭国家实验室（ORNL）发布了新一代超级计算机Summit，宣布其成为世界上最强大、最智能的科学超级计算机，超越了目前的记录保持者：中国的“神威·太湖之光”。自2013年以来，中国超算一直在全球超级计算机排名中位居第一。

　　报道称，美国和德国科学家每年对世界最快计算机进行两次评比。对这一称号的争夺关乎国家荣誉。美国计算机上次夺冠是在2012年11月。下次评比将在本月晚些时候进行。目前，美中两国在贸易问题以及人工智能和5G无线网络领导地位问题上的紧张气氛日益浓厚。先进技术被认为对国家安全至关重要。

　　报道介绍，这台最新超级计算机名为“顶点”（Summit），安放在能源部下属的橡树岭国家实验室。据IBM称，它每秒钟能运算20亿亿次。

　　据了解，这台让美国重夺世界第一的Summit超算系统由4608台计算服务器组成，每个服务器包含两个22核Power9处理器（IBM生产）和6个Tesla V100图形处理单元加速器（NVIDIA生产）。Summit还拥有超过10PB的存储器，配以快速、高带宽的路径以实现有效的数据传输。

（网络图）

　　凭借每秒高达20亿亿次(200PFlops)的浮点运算速度峰值，Summit的威力将是ORNL之前排名第一的系统Titan的8倍，相当于普通笔记本电脑运算速度的100万倍，比之前位于榜首的中国超级计算机“神威·太湖之光”峰值性能（每秒12.5亿亿次）快约60%。

　　自2013年6月起，中国超算长期蝉联第一，美国的超级计算机再未问鼎全球超算top500榜单。而Summit的问世让这一宝座终易主。

　　橡树岭国家实验室（ORNL）称，对于某些特定的科学应用，Summit还能够进行每秒超30亿亿次（3.3 exaops）的混合精密计算。Summit前所未有的计算能力将帮助能源、高级材料和人工智能（AI）等研究领域实现新的科学突破，之前不切实际或不可能实现的一系列科学发现将会成为可能。

　　文章举例称，除了科学建模和仿真外，Summit还为人工智能（AI）和科学发现的整合提供了前所未有的机会，使研究人员能够将机器学习和深度学习等技术应用到人类健康、高能物理、材料探索等领域的问题研究上。

　　橡树岭国家实验室（ORNL）负责人Thomas Zacharia介绍说，ORNL在75年前成立之初，就确立了致力于解决国家层面重大难题的传统文化。1988年，ORNL的科学家们完成了首次G浮点（gigaflops）运算，1998年完成了首次T浮点（teraflops）运算，2008年完成了首次P浮点（petaflops）运算，2018年又完成了首次exaops计算。

　　美国能源部长里克·佩里（Rick Perry）表示，超级计算机Summit的发布让美国向“2021年交付E级超算”的目标又迈进了一步。它将在能源研究、科学发现、经济竞争力和国家安全等方面带来深远影响，助力科学家们在未来应对更多新的挑战，促进科学发现和激发科技创新。

　　　“E级超算赛跑”中国暂时领先

　　不过，美国Summit即将引领的是十亿亿次级别的争夺，而速度达到百亿亿次级别的E级超算才被公认是“超算界的下一顶皇冠”。目前，中、美、欧、日都在向这个目标全力冲刺，中国在进度上暂时处于领先位置。

　　据报道，国家超算天津中心当日对外展示了我国新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”原型机，这也是该原型机首次正式对外亮相。据介绍，“天河三号”原型机将于今年6月部署，年底正式投入使用。

▲“天河三号”原型机（图源：新华社）

　　“天河三号”型机由三组机柜组成，每组机柜高2米左右，通身黑色，机身上嵌有蓝绿两条醒目的彩条，在彩条中间，“天河”两个字异常醒目。

　　“‘天河三号’原型机采用全自主创新，自主飞腾CPU，自主天河高速互联通信，自主麒麟操作系统，其综合运算能力与‘天河一号’相当。”天津超算中心应用研发部副部长夏梓峻介绍说。

　　夏梓峻表示，“天河三号”原型机将于今年6月部署在天津超算中心，年底将正式上线投入使用。“原型机的作用是为了验证‘天河三号’的技术路线。”

　　国家重点研发计划“高性能计算”重点专项总体专家组组长钱德沛教授表示，首套百亿亿次超级计算机预计将在2020年交付。

　　“‘天河一号’的运算能力已经饱和，而‘天河三号’的运算能力是‘天河一号’的200倍，存储规模是‘天河一号’的100倍（使用全新的国产Matrix 2000加速器）。计算密度、单块计算芯片计算能力、内部数据通信速率等方面也将得到极大提升。

　　国内现在同时启动了三大百亿亿次超算研发，分别是国防科大/天津超算中心的天河三号、中科曙光的E级超算以及江南所/济南超算中心的神威E级。以上三套百亿亿次超算中，有一条要求是共同的，那就是核心处理器必须是国产的，神威·太湖之光上已经用了国产申威SW26010处理器。

　　全球竞相研发E级超算

　　报道介绍，在去年11月的500强评比中，中国机器占据了202个席位，而美国只有143台机器入选。2013年6月，中国的“天河二号”超级计算机在这项备受瞩目的评比中打败“泰坦”夺冠，促使美国科学家呼吁政府给予更大支持。

　　目前，全球有多个国家正竞相研发E级超算。中国计划于2020年推出首台E级超算；美国能源部启动了“百亿亿次计算项目（Exascale Computing Project）”，希望于2021年至少交付一台E级超算，其中一台的名字为“极光（Aurora）”，初步规划峰值运算能力超过每秒130亿亿次，内存超过8PB，系统功耗约为40MW。

　　美国在下一代超算技术方面的研发总投入将达到4.3亿多美元，用美国能源部部长里克·佩里的话说，这些资金就是剑指“下阶段研发百亿亿次系统的全球竞赛”。

　　此外，欧盟预计于2022年—2023年交付首台E级超算，使用的是美国、欧盟处理器，架构有可能类似ARM；日本发展E级超算的“旗舰2020计划”由日本理化所主导，完成时间也设定在2020年。

　　　【延伸阅读】

　　为什么会出现超级计算机呢？

　　随着近几十年来计算机技术的发展，在科研和工程领域用到的大规模计算的场景越来越多，如，原子基本性质的量子力学计算、药物反应过程的分子动力学模拟、黑洞碰撞的相对论模拟、大气运动和天气变化的预测、桥梁设计中的受力计算......这些可能需要到上亿次、甚至数十亿次计算的问题，如果用单个CPU核心来计算，可能要花上几个月甚至是几年才能得到结果。这么长的计算时间是难以接受的，所以我们需要用多个CPU核心进行并行计算以提高效率，集成大量CPU于一身的超算自然就应需而生了。

　　举个例子，过去很多伟大的物理学家提出了很多非常具有创造性的宇宙物理猜想，但由于当时的计算能力远远无法满足验证这些理论的需求，只能作为无法验证的纯理论而存在，而后来超级计算机的出现则逐步证实或证伪这些原本只存在于理论层面的猜想。

　　所以，超级计算机在科研、工程等领域的作用非常巨大，但是不是“世界第一”倒不是那么重要，比如日本和德国，它们没有过世界第一的超级计算机，但它们的超算技术也相当发达，它们的科研和工程能力也很强大。“世界第一超算”的意义在于——它在某种程度上是世界计算机技术最高水平的代表。这也是为什么中美两国不停地在围绕这个似乎毫无实际用处的称号在角逐，因为中美两国实际上是在争夺世界技术领导者的地位。　　

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