5月30日,最新一期的全球超級計算機TOP500排行榜更新,在最新的榜單中,世界前10的超級計算機中,我國僅占2席,美國獨占5台。難道我國在超算領域,真的不如美國嗎?
(圖片說明:最新一期的全球超級計算機TOP500排行榜)
全球超級計算機500強排行榜,是由國際TOP500組織發布的全球已安裝的超級計算機系統排名。這個排行榜最早發布于1993年,是由美國與德國超算專家聯合編制的,其意義就在于促進世界各國進行超算領域的交流、合作與發展。
顧名思義,超級計算機就是功能極其強大的計算機。我們知道,現在所謂的電腦,也就是計算機,其實最初就是被設計來幫助各個領域的專家進行計算了。人力的計算能力有限,通過計算機可以快速計算結果,大大提高許多項目的推進速度。
(圖片說明:本次榜單第一的美國Frontier)
還記得前不久看電視劇《功勳》的時候,在共和國勳章獲得者、“氫彈之父”于敏的片段中,就有我國科學家當年為了研制氫彈,在全國唯一的計算機研究所門口排隊的橋段。時至今日,随着人類的科技發展,計算機的算力越來越強,但人類需要進行的計算也更加複雜,對計算機的要求也更高了,超級計算機于是應運而生。
實際上,超級計算機的概念早在1929年時就被提出了。1976年,美國的克雷公司最先推出了運算速度達到每秒2.5億次的超級計算機,可以說是世界上早期的超級計算機了。
一般來說,當一台計算機平均每秒能進行1000萬次以上的計算,存儲容量在1000萬位以上,就算是超級計算機了。
(圖片說明:排名第二的日本超級計算機富嶽)
超級計算機在未來的人類科技發展中具有不可替代的作用,可以在方方面面大顯神威。
在提及超級計算機的應用前景中,大家普遍會舉一個例子,那就是模拟地球的氣象。我們知道,地球的大氣是一個極其複雜的系統,任何微小的變化都有可能帶來巨大的影響,比如蝴蝶效應。如果我們能夠利用超級計算機處理全球氣象衛星的數據,那麼就可以模拟大氣、海洋等系統的變化,預測海嘯甚至是地震等自然災害的發生概率。
在航天航空領域,超級計算機也有許多發揮的空間。在飛機研制的過程中,超級計算機可以進行結構力學、流體力學、電磁模拟等方面的計算,提高研發效率。還有我國在2011年發射天宮一号空間站之前,就曾經利用“神威·太湖之光”超級計算機進行了大規模并行模拟,為天宮一号飛行試驗提供重要數據支持。
(圖片說明:神威·太湖之光)
甚至目前肆虐全球的新冠疫情,也需要人類借助超級計算機的力量來對抗。我國科學家利用超級計算機對新冠病毒進行基因測序,成功地讓我們成為了最早研發出新冠疫苗的國家之一。
看得出來,超級計算機對于一個國家未來的科技發展至關重要,所以每一個有一定實力的國家都會發展這個技術,我國也不例外。
衆所周知,西方國家對于我國的科技發展一直采取封鎖态度,超算領域也不例外。上個世紀,我國曾經進口了一台超級計算機。然而,這台被放置在我國土地上的超級計算機,我國科學家卻不能觸碰,隻能把數據給外國人,讓外國人計算後提供結果。因此,我國迫切需要自己的能力,來建造真正屬于我們的超級計算機。
(圖片說明:銀河一号)
早在上個世紀60年代,我國就開始着手準備建造超級計算機了。不過,直到1983年12月22日,我國才擁有第一台每秒鐘能運算一億次以上的計算機——銀河一号。
從此以後,我國的超算終于走上了正軌,如今已經坐擁“天和”“神威”“曙光”“深騰”等一系列強大的超級計算機,其中“神威·太湖之光”多次登頂全球超級計算機TOP 500排行榜榜首的寶座,持續浮點運算速度達到了每秒9.3億億次。
遙想10年前的2012年,第39屆全球超級計算機TOP 500排行榜中,我國僅有68台超級計算機上榜,而美國則多達252台。其中,排名前10的超級計算機中,美國有2台,我國有2台。
(圖片說明:第39屆全球超級計算機TOP 500前十名)
如今,在最新的一期榜單中,世界前10的超級計算機中,5台都在美國,我國仍然隻有2台,其中“神威·太湖之光”名列第六,“天河二号”名列第九。看到這裡,很多人都會擔心:難道我國在超算領域真的不如美國嗎?
如果我們查看完整榜單,就會發現世界前500的超級計算機中,我國已經擁有173台了,比10年前多了105台,提升巨大!相比之下,美國隻有126台,屈居第二,并且比上一期的150台有了明顯的下滑。
目前,世界各國競相争取突破的瓶頸,是百億億次超級計算機,這種計算機又被稱為“E級超算”。我國的“神威”E級原型機、“天河三号”E級原型機和曙光E級原型機都曾經達到過這樣的驚人算力,不過出于各種各樣的原因,目前沒有更多新的進展公布出來。
(圖片說明:天河三号)
看起來我國在超算領域已經處于世界領先的地位,但我們目前還不能太盲目樂觀,因為我國在超級計算機方面也有一個難題,那就是其核心硬件——芯片。相信大家都知道,芯片半導體仍然是我國目前的短闆,甚至被美國卡脖子。有專家指出,以2018年的全球超算TOP 500排行榜為例,其中95%的超級計算機使用的都是美國英特爾公司生産的芯片!
盡管著名的“神威·太湖之光”這樣的超級計算機用的是我們自主研發的“申威”芯片,但這還不夠,我們仍然需要自主研發的芯片更多、更強,才能保證超級計算機的發展。
(圖片說明:總性能排行榜)
而且,目前美國方面已經感受到了我國在超算領域的強大實力,并且開始采用他們最喜歡的“制裁”手段了。比如“神威·太湖之光”的處理器供應商申威,去年就被美國列入了實體清單。另外,在本次榜單的國家總算力中,美國仍然遙遙領先,日本力壓我國位居第二,我國還需要更多更強的超級計算機才可以。
真心希望我國能夠早日在芯片半導體領域取得突破,打破美國的封鎖,在包括超級計算機在内的各個領域迎頭趕上,坐穩世界第一的寶座!#全球超算最新排名發布##超算##超級計算機#
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