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应用是超级计算机竞争的本质

[摘要]超级计算机学名为高性能计算机(HPC),一直是世界各国竞争的焦点。不过,笔者相信,在高性能计算机的竞争中,应用即软件,将是未来竞争的核心。放弃了应用,而单纯追求速度的高性能计算机竞争是没有意义的。
     
 
       对于普通人而言,超级计算机好像很遥远。但是最近的一系列新闻却一直冲刷人们对超级计算机的“内存”。

在超计算机排行榜TOP500发布时,中国的“天河二号”连续几年成为全球运算速度最快的计算机,成为名副其实的世界第一。隔天,美国总统奥巴马签署命令,要求美国在2025年制造出世界上最快的计算机,被媒体解读为中美之间争夺超级计算机世界第一的新戏码。奥巴马的心情转变让公众对中国在超级计算机上的突出表现印象深刻。

再隔天,中国的商务部、海关总署发布公告,对中国产的部分高性能计算机实施出口管制,目的是为维护国家安全。这一消息让大众明白,中国在高性能计算机方面绝对是有实力的,中国终于可以像美国一样,对自己具有竞争力的产品实现出口管制。

其实超级计算机学名为高性能计算机(HPC),一直是世界各国竞争的焦点。不过,笔者相信,在高性能计算机的竞争中,应用即软件,将是未来竞争的核心。放弃了应用,而单纯追求速度的高性能计算机竞争是没有意义的。

为什么要争夺高性能计算机的霸主地位?

为什么要发展高性能计算机?因为利用高性能计算机可以解决很多重大的应用问题,如核爆炸模拟、石油勘探、天气预报等超级复杂的问题。很多年前专家就指出,高性能计算机是一个国家竞争力和国家安全的标志,更具体点说,拥有高性能计算机的水平,也就意味着能拥有相当大的国家安全优势。

国外的专家说的更直接,超级计算机的主要安全含义其实是核能,拥有这样的机器就有能力准确地模拟核武器的威力。虽然他的论断否定了高性能计算机非常广阔的应用领域,但是从这一点上,我们完全可以理解奥巴马要发展计算速度超过100亿亿次超级计算机的迫切的心情了。

美国依然占据着HPC竞争的制高点

在高性能计算机的全球竞争中,中国连续几年占据榜首,说明我们国家在高性能计算机方面进步神速。不过在高性能计算的版图上,美国依然占据半壁江山,是独一无二的霸主。

首先,在历次发布的TOP500中,美国所拥有台数远远超过其他国家,是绝对的第一位。即便是当中国占据HPC榜首的时候,全球高性能计算机的竞争格局也没有发生大的变化。在第42届全球超级计算机TOP500名单中,中国国防科大的天河-2占据第一的位置,而美国在排行榜中的保有量为264台,排名第一;中国入选63台,居于系统保有量排行的第二名;排名第三的日本只有28台,排名第四到第十的分别为英国、法国、德国、印度、加拿大、韩国、瑞典。

其次,在构成高性能计算机的处理器上来看,英特尔的处理器依然占据垄断地位,其他如AMD等的处理器采用量逐渐减少。而在几个月前,美国封锁了一批从美国运往中国的大批量英特尔芯片,而这些芯片正是被用来更新目前世界上最快的超级计算机——天河2号。美国商务部称,英特尔出口申请受阻是因为天河2号和其它3家中国超级计算机正被用于一系列“核爆炸活动”。

应用得越多,高性能计算机的优势就能得到更充分的发挥

高性能计算机和普通的计算机一样,只是一种计算工具,只有它能用起来,就能发挥它的神奇作用。如果一台电脑放在那儿,没有应用,那么光有路而没有车跑一样,就没有什么价值。

不过高性能计算机与普通的电脑也有不一样的地方,它有自己独特的应用开发工具、编译器、针对特殊应用的特殊算法等,是一项巨大的工程。同时高性能计算机的能耗也很惊人,运行成本巨大。一般的用户既是拥有了高性能计算机,但是可能因为运行成本高而用不起它。

所以,高性能计算机的竞争除了机器本身的运行速度外,应用的开发和能耗的降低成为两个重要的发展方向,而应用成为高性能计算发挥优势的根本。

当高性能计算机的峰值速度从万亿次跨入亿亿次,并由于美国总统奥巴马的关注,正在跨百亿亿次的时候,人们关注高性能计算机的目光,应该由速度,转移到应用上。




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