明年我國將打造出完全自主的“天河三號”E級超級計算機，運算能力相比“天河一號”能夠提升200倍。

超算榜再次來襲。

今日新一期全球超級計算機500強榜單火熱出爐，美國超級計算機“頂點”再次奪冠，中國持續擴大了數量層面的領先。榜單顯示，中國境內共有228臺超算上榜，上榜數量蟬聯第一，與半年前發布的榜單相比增加了9臺。美國則以117臺位居第二，日本、法國、德國依次位居其后。這也是自2017年11月以來，中國超算上榜數量連續五次位居第一。

與美國超算在總算力上進一步縮小差距

新一期全球超級計算機500強榜單在美國丹佛發布，相比半年前的榜單前十名排名，最新榜單前十排名并未發生改變，也是由美國能源部下屬勞倫斯利弗莫爾國家實驗室開發的“山脊”、中國超算“神威·太湖之光”、“天河二號”排在二、三、四位。奪冠的“頂點”則由美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室開發，浮點運算速度達到了每秒14.86億億次，與半年前的速度相同。

榜單顯示，聯想、中科曙光以及浪潮位居全球超算制造商的前三位。從總算力上來看，美國超算占比37.1%，中國超算占比32.3%；半年前，美國超算占比38.4%，中國超算占比29.9%，由此可見，總算力上中國與美國的差距正在進一步縮小。

其實中美兩國在超算領域的追逐已經持續了數年，此前中國的“神威·太湖之光”曾多次奪得了冠軍，而美國的“頂點”則是在2018年6月首次登頂之后連續四次奪得了冠軍，不過“頂點”和“神威·太湖之光”的運算速度優勢并沒有進一步擴大。

不過從超級計算機所應用到的芯片而言，中國依然處于很大的劣勢。排在榜單前兩位的“頂點”和“山脊”都采用了IBM生產的Power9中央處理器，且從市場占有率的層面來看，英特爾仍然是中央處理器領域的“佼佼者”，最新一期超算500強榜單中，約94%的超級計算機都采用的是英特爾“至強”或者“至強融核”處理器。

雖然“神威·太湖之光”應用的芯片是由中國自主研發的“申威”芯片，但更多中國企業研發的超級計算機仍采用英特爾的芯片，想改變這一現象，還需要更多的努力。

E級超算時代，誰能稱王？

前面已經提到，奪冠的“頂點”浮點運算速度達到了每秒14.86億億次，而在未來，E級超算將會成為超算領域的新戰場。E級超算也就是百億億次超算，從頂點的14.86億億次浮點運算速度到百億億次，中間有著巨大的發展空間，中美兩國也高度重視E級超算，且早已開始布局。

美國在2018年4月公布的一份需求方案說明書中表示，將投資18億美元開發至少兩臺新的百億億次級超級計算機，以謀求美國在高性能計算領域的領導地位。但事實上，據說明書的內容顯示，美國能源部計劃開發的百億億次級超級計算機總共有3臺，第三臺屬于“潛在系統”，最終是否要開發需要視情況而定。

而這已經是美國能源部第二次決定斥巨資開發百億億次級超算系統了，其第一臺百億億次級超算A21目前處于開發階段，并且會部署于阿貢國家實驗室，將于2021年投入使用。去年4月擬定開發的兩臺超算計劃于2022年和2023年，部署在橡樹嶺國家實驗室和勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室，以此滿足能源部科學辦公室先進科學計算研究項目，國家核安全管理局高級仿真和計算項目的需求。

而我國則在2016年就啟動了E級計算機研發計劃，“天河三號”就是計劃的一部分。據悉計劃整體分為兩期啟動，第一期的任務是研究“E級計算機關鍵技術”、研制三臺E級原型樣機；第二期的任務則是具體研制E級計算機。

去年7月，國家超級計算天津中心傳來消息，我國自主研發的新一代百億億次級超級計算機“天河三號”E級原型機已經完成研制部署，并且順利通過了分項驗收。不僅如此，“天河三號”還采用了三種國產自主高性能計算和通信芯片，分別是“邁創”眾核處理器、高速互連控制器和互連接口控制器。另外，包括四類計算、存儲和服務結點，計算處理、高速互連、并行存儲、服務處理等硬件分系統，以及系統操作、并行開發、應用支撐和綜合管理等軟件分系統，均是我國自主設計。

按照計劃，明年我國將打造出完全自主的“天河三號”E級超級計算機，運算能力相比“天河一號”能夠提升200倍。

國家超級計算天津中心應用研發部部長孟祥飛表示，他們將依托“天河三號”構建超級計算與云計算、大數據和人工智能深度融合的高性能計算服務平臺，用于長效高分辨率氣候氣象預報、大規模航空航天數值風洞、腦科學與基因工程等一系列超大規模計算與模擬。

總體來看，中國的超算在硬件、軟件、算力等多個方面都在縮小與美國的差距。

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