[新闻热议] 全球TOP500榜单:中国超算第五年称雄 美无缘前三

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发表于 2017-6-19 20:04:13
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新一期全球超级计算机500强榜单19日公布,中国“神威·太湖之光”和“天河二号”第三次携手夺得前两名,美国20年来首次无缘前三。

本次进入第三的是新面孔,来自瑞士国家超算中心(CSCS)的Piz Daint,一套Cray XC50系统。之所以能冲上新高,主要是换用了NVIDIA Tesla P100加速卡,速度直接从去年的9.8 petaflops翻番,提高到今年的19.6 petaflops。

据统计,本次500套超算系统中,美国总计169套,中国总计160套,第三名是日本的33套。

另外,全部500套中,使用Intel Xeon作为处理器的达到464套,IBM POWER的为21套,AMD Opteron的为6套。

加速卡方面,NVIDIA方案居首,一共74套,Intel的Xeon Phi仅17套,使用ATI的仅1套。

对抗中国 美国政府重金奖励

为了在通往次世代超级计算机的赛道上战胜中国和其他挑战者,美国政府正倾尽全力。

6月15日,美国能源部宣布,将在接下来三年中授予2.58亿美元激励资金给六家美国科技公司,作为新型超级计算机开发计划的核心组成部分。计划中设置的技术指标,比当今美国最强系统的运算量,还要高出至少50倍。

这六家公司分别是AMD、Cray Inc.、惠普、IBM、英特尔和英伟达。

去年6月,美国政府首脑就在国安局和能源部组织的一次技术会议上警告,美国在超级计算机领域的领先地位正受到中国的严重威胁。长时间来,各国政府破译密码、开发核武都要依赖这些以高运算量著称的先进系统,而在商业用途上超级计算机还可用于石油勘探、汽车设计等目的。

中国已连续5年称雄

国际TOP500组织是发布全球已安装的超级计算机系统排名的权威机构,以超级计算机基准程序Linpack测试值为序进行排名,每年发布两次,其目的是促进国际超级计算机领域的交流和合作,促进超级计算机的推广应用。

2016年6月,第47次全球超级计算机500强榜单20日在德国法兰克福会议期间正式发布,中国的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。

2016年11月,全球超级计算机500强榜单14日在美国盐湖城公布,中国"神威·太湖之光"以较大的运算速度优势轻松蝉联冠军。算上此前"天河二号"的六连冠,中国已连续4年占据全球超算排行榜的最高席位。

超级计算机有什么用

国防安全和核技术研究

美国《华盛顿自由灯塔》网站5月3日刊登文章,称近期美国国家安全局(NSA)和能源部共同提交的一份研究报告中,估算了中国最新超级计算机"太湖之光"的性能,认为美国在超算领域可能将失去领先地位,而这将"严重威胁美国的国家安全"。

报道称,这份报告中这样说:"国家安全需要尽可能提高计算能力,失去超算领域的领先地位将严重影响国防安全。"该报告称,超级计算机在设计、发展和分析几乎所有现代武器系统中都扮演了关键角色,包括核武器、网络战能力、战舰、飞机、通讯安全、导弹防御、精确打击和高超声速武器。

超级计算机在核技术研究方面有巨大作用,目前全世界大规模独立开展激光核聚变研究的也只有中美两国的"国家点火"和"神光"工程,这是可能给世界带来新技术革命的前沿工程。不过无疑,激光核聚变首先带来的将是"不可控聚变装置"的革命性变化,而这可能是二战中美德原子弹竞赛,冷战中美苏氢弹竞赛后,又一次生死攸关的竞赛。

天气预报

气象台的天气预报准度一直在提升,这背后其实都是超级计算机的功劳。

北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院王兰宁教授,是中科院软件所与清华大学、北师大合作的“全球大气非静力云分辨模拟”团队成员之一。他从上世纪90年代从事气象预报员,到后来转型成为大气分析专家,预报天气的准头不断提升。

“下不下雨关键看云层运动,在没有超算之前,观测云层的精度是按照经纬度。有了超算之后,就可对云层运动进行精确模拟与观测。”王兰宁说。

为了提高观测进度,他十几年来追逐着超算发展的脚步。

2011年,他在天津的“天河一号”上实现了观测精度10万公里的目标;随后,他又在“神威蓝光”实现了1万公里精度;今年,他在“神威·太湖之光”上实现了9公里精度。如今,他又在向着3公里精度努力。

“如果能够盯着每一朵云,天气预报就将万无一失。”王兰宁说,当然,这还需要更强的超算能力支撑。

环境监控

建一栋楼对周边的环境到底有什么影响?如何建设风道便于污染物扩散?中科院深圳先进技术研究院正在国家超算无锡中心进行的一项课题,就是深圳市污染物扩散的模拟。通过超算模拟,可以根据目前污染物的情况,计算出未来一段时间的大气污染物浓度和分布,进行空气质量预报。从预报结果还可以计算出哪些污染源“贡献”最大,了解污染的来龙去脉,为污染防控提供决策指导。

“现在已经可以实现倒推排查究竟是哪个排放点导致了某次大气污染,未来将能够实现每个小区、每个居民点空气质量的准确预报。”中科院深圳先进技术研究院副研究员陈荣亮说。

医疗应用

模拟血流、模拟心脏、模拟人体任何一个部分,有了超级计算机,这些都不再是梦想。

近期,美国科学家利用世界前十的超级计算机,选取一名真人扫描其血管系统,通过3D建模技术建立动脉系统模型,成功地再现了整个人体的动脉系统。任何直径或宽度在1毫米以上的动脉血管都会出现在模型中,而且模型的分辨率达到了9微米。

只要运算核够多、速度够快,医疗工作者的诊断和治疗水平将大大提升,而科学的治疗手段更容易让患者接受。

陈荣亮近日也在利用“神威·太湖之光”对人体血流进行模拟与分析,例如可以及时有效地判定一个病人是否会发生脑梗塞的风险。

“过去,对一个可能发生脑梗塞病人,医院难以判断是否要进行支架手术,一般都会通过从大腿动脉处放进测压导丝进行测量,这种方式既危险又痛苦。如今,经过模拟计算,只要血流储备分数如果小于0.8,就要做手术。”陈荣亮说。

科学解决医患关系,从超级计算机开始。

个性化服务

你对自己了解多少?好奇自己究竟是什么样的人?翻到星座运程时,半信半疑,但还是会瞄瞄和自己相关的那一页?人类最好奇的永远是自己本身。

超级计算机,在我们认识自己方面也能派上用场。

该功能的正式名称叫“个性特征服务”。美国的IBM超级计算机“沃森”近期宣布,通过对每个人2300条最新社交网络推文的解读,应用语言学分析方法归纳总结你的社交特性,然后将你与其他几十万甚至数百万用户进行比较,从而勾勒出你与众不同的个性。

“沃森”的分析程序如果由“神威·太湖之光”来做,是不是会更加准确?

“理论上是可以实现的,毕竟我国的超算已经达到了足够的分析能力。”长期从事超算应用的中科院计算机网络信息中心研究人员周纯葆说。只要科学家们的“脑洞”够大够好玩,设计礼服、设计创意食谱、设计任何你想得到或者想不到的玩意,超级计算机都有机会抢生意。

(北京时间综合,资料来源:新华网、观察者网、华尔街见闻等。)

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