現(xiàn)在世界上排名第一的超級運算能力究竟有多強大？

超級計算機哪家強？全球超級計算機性能最新排名出來了。5月30日，國際超算組織“TOP500”在德國漢堡舉行的2022年國際超級計算大會上，全球超算500強榜單出爐，美國的Frontier（意為邊界、前沿）超算力壓日本的“富岳”成為全球綜合計算能力最強的超級計算機，并且也是全球首臺每秒浮點運算峰值速度百億億次的超級計算機。只是這個排名還并未能反映出世界超算的真實水平，且看本文分解：

美國的Frontier超級計算機

這臺計算機最早研制于2019年，是美國能源部與克雷公司在田納西州的橡樹嶺國家實驗室（ORNL）合作研制的，之前這里已經(jīng)制造了“頂點”和“泰坦”兩臺超級計算機，都曾經(jīng)問鼎世界超算速度冠軍，后來它們都被日本的“富岳”超算超越，但現(xiàn)在橡樹嶺實驗室又找回了顏面，這次排名榜首的Frontier超算在Linpack基準測試下達到了每秒1.102 百億億次浮點計算速度的峰值實測性能，相當于排第二位的日本“富岳”（442千萬億次浮點計算速度）的兩倍多，比該榜單上排名第2至第8位超算性能的總和還要強，其中包括我國的“神威·太湖之光”（排第六位），我國的“天河二號”現(xiàn)在也仍然很靠前、排第九位。

Frontier超算系統(tǒng)由74個專用機柜組成，其中包含超過9400個基于AMD芯片技術(shù)制作的節(jié)點，有700PB的存儲空間，每秒峰值寫入速度可達5TB。

美國的Frontier超級計算機樣機

美國的Frontier超級計算機內(nèi)部

芯片降溫采用了水冷卻系統(tǒng)，超算中的網(wǎng)絡(luò)電纜線路就長達145公里。

美國的Frontier超級計算機電纜和水冷裝置

目前該超算還處于調(diào)試驗證階段，預計明年年初可投入使用，理論上浮點運算峰值速度每秒可達兩個exaflop，即200億億次。

美國的Frontier超級計算機機柜

這臺性能強悍的超級計算機，幫美國人找回了面子，也被認為是世界上第1臺運算能力達每秒百億億次的超級計算機，但實際上真的如此嗎？恐怕未必！因為我國的百億億次超級計算機大概率是早就有了。

早在2018年10月22日，新華社就刊文稱我國三個E級超算原型機系統(tǒng)均完成交付，部署在多個超算中心，說明我國在那個時候就已經(jīng)擁有了E級超算了，當時是曙光E級原型機完成交付的時刻，此前我國的神威E級原型機（或為神威·海洋之光）和天河三號均已交付，其中前者是當年的8月5日在濟南正式啟用，而后者是當年的7月22日通過課題組驗收。更可貴的是這三臺超算系統(tǒng)使用的還是不同的技術(shù)路線，可確保我國在哪條超算發(fā)展路線上都不會落后。

而早在國家“十三五（2016~2020）”初期，制造超級計算機的高性能計算專項課題就被列入其中，中科曙光、國防科大和江南計算技術(shù)研究所也同時獲批進行E級超算的原型機系統(tǒng)研制項目，已經(jīng)形成了中國E級超算“三頭并進”的局面。國家超算濟南中心副主任潘景山在2018年8月1日也在媒體的采訪中介紹稱，2016年至2018年是中國E級超算規(guī)劃中的第一步——原型機研發(fā)階段。

但是在2019年之后關(guān)于我國超算的消息越來越少，全球超算500強榜單上神威太湖之光登頂之后再無我國計算機的身影，原因其實大家也都知道，某些國家對我們施加了技術(shù)壁壘，特別是所使用的高端芯片等方面，企圖全力打壓我國的超算事業(yè)發(fā)展，我們不得已退出了世界超算500強的評選，這兩三年來我國重點超算中心基本沒有提交過參與評選的資料。

雖然我國的重點超算研制和應(yīng)用進度沒有媒體的報道，但也有業(yè)內(nèi)人士指出目前我國的“神威”E級原型機、“天河三號”和曙光E級原型機，它們的算力都在每秒百億億次以上，那么它們的算力都超越美國的Frontier了嗎？目前美國這臺超算的浮點計算速度的峰值實測性能為每秒1.102 百億億次，也基本就是剛跨過百億億次的門檻而已，而據(jù)美國《The Next Platform》刊物去年的報道稱我國神威E級原型機的峰值運算能力為每秒1.3百億億次，是比美國的首臺E級超算更快的。

再從時間上來看，我國三臺E級超算完成交付至今已近4年時間，而超算的發(fā)展又是極其快速的，它們的性能當然也會不斷提升，甚至還可能有新的更強的超算在出現(xiàn)，所以Frontier如果是在我國，或許也只能排到第四。正如亞洲技術(shù)信息項目主任大衛(wèi)·卡哈納最近發(fā)布的報告中所稱：中國已在美國之前實現(xiàn)E級超算，首臺E級超算已經(jīng)運行一年多，只是沒有參加排名。即便只按這位專家的話來分析，美國的這臺E級超算也只能排第二。

超算在社會發(fā)展中有著極為重要的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域涉及到各個行業(yè)，它的研制水平也是國家綜合國力的體現(xiàn)，每一個世界大國都不會在這方面停下腳步，而超算的發(fā)展也有它的設(shè)計、研發(fā)、交付、推廣的環(huán)節(jié)過程，4年的時間，其實足夠我們研發(fā)下一代性能更強的超算了，所以目前我們的重點超算單位正在研制的超算肯定已不是百億億次的超算了，而是至少在這個基礎(chǔ)上乘以10了，另外還有量子計算機、生物計算機的研制，這些方面我們也并不落后。

美國超級計算專家杰克·唐加拉在談到我國的超算水平時表示：中國的超級計算項目可以追溯到20多年前，它的發(fā)展導致該領(lǐng)域出現(xiàn)一種“令人震驚的局面”，并稱“中國（在超算方面）現(xiàn)在領(lǐng)導著世界”。

所以在超算研制方面，我們已經(jīng)不用再盯著全球超算500強的榜單在評判哪一國的超算更強了，現(xiàn)在美國研制出世界首臺E級超算，熱火朝天地參與排名，我們看完呵呵一笑就行了，你們高興就好，我們就不陪你們玩了，在座的各位都是……我們不是針對誰！

在超算領(lǐng)域，現(xiàn)在我們玩的是“內(nèi)卷”，正如英媒《金融時報》前幾日刊文《美國急于在超算競賽中趕上中國》中所說，“中國企業(yè)現(xiàn)在更關(guān)注國內(nèi)競爭，而不是國際對手在做什么。”也就是說這個世界上哪臺超級計算機性能最強，其實是我國幾家超算巨頭互相競爭的事，全球最強超算完全是我國在內(nèi)卷，國外基本沒資格陪玩了，這方面我國基本已玩到了乒乓球的境界，無敵了。

參考資料：《觀察者網(wǎng)》5月31日文章《美國首臺E級超算為何登頂全球？外媒：中國E級超算已運行一年多，不參加國際排名了》