2018年超算領(lǐng)域的變化，給2019年乃至未來超算技術(shù)的發(fā)展，留下了哪些注腳？

E 級計算將是2019 年討論熱點。

■本報記者 趙廣立

剛剛過去的2018年，全球超算領(lǐng)域發(fā)生了一些變化：美國憑借IBM研制的Summit高性能計算機重新奪回闊別5年之久的全球超算TOP500榜首；人工智能（AI）應(yīng)用逐漸成為超算追逐的新目標(biāo)；“超算云”被越來越頻繁地提及……

2018年超算領(lǐng)域的這些變化，給2019年乃至未來超算技術(shù)的發(fā)展，留下了哪些注腳？

2018：異構(gòu)、AI應(yīng)用、超算云

中國國家高性能計算機工程技術(shù)研究中心副主任、中科曙光副總裁何鐵寧注意到，2018年重奪全球超算TOP500榜首的Summit超算和排名第二的Sierra超算，都是典型的CPU+GPU的異構(gòu)體系架構(gòu)。他認(rèn)為，這種異構(gòu)結(jié)構(gòu)已成為主流。

“部署在美國橡樹嶺國家實驗室的Summit超算實測效率很高，超過70%，這可能在已有的異構(gòu)系統(tǒng)里是最好的。”近日，中科院計算機網(wǎng)絡(luò)信息副主任遲學(xué)斌在接受《中國科學(xué)報》采訪時說，未來要發(fā)展E級計算（每秒百億億次），異構(gòu)是重點，其他實現(xiàn)途徑或許要讓位于異構(gòu)結(jié)構(gòu)。

更讓遲學(xué)斌感到觸動的是，超算加速芯片對人工智能應(yīng)用的適配。“英偉達(dá)公司推出的DGX-2，在支持人工智能算法特別是推理方面做得比較好，性能確實高，很好地將高性能和人工智能結(jié)合起來了。”他認(rèn)為，這對中國超算而言是個挑戰(zhàn)，“目前我們做的處理器里面缺少這方面的硬件。”

在2018年世界超算大會上，美國相關(guān)團(tuán)隊展示了基于Summit超算的地震預(yù)測應(yīng)用。何鐵寧介紹說，其地震整體部分的計算用的是傳統(tǒng)科學(xué)計算方法，而單點破壞嚴(yán)重的地方則使用了測量數(shù)據(jù)+推理相結(jié)合。“等于是將一個大問題的局部用了人工智能計算，整體則仍是傳統(tǒng)科學(xué)計算，二者合在一起把機器用到了完美。”

該應(yīng)用摘得了2018年的“戈登貝爾獎”。何鐵寧說，這一應(yīng)用最值得學(xué)習(xí)的地方是，如何把這兩種計算有機結(jié)合起來，并達(dá)到負(fù)載均衡的完全匹配。

針對越來越頻繁被提及的“超算云”概念，遲學(xué)斌解釋說：“超算云英文叫做HPC in Cloud，HPC還是HPC，只不過服務(wù)在云上面。簡而言之，就是用云服務(wù)的形式，為用戶提供高性能計算能力，只是服務(wù)形式不像以前那么單一。”

何鐵寧認(rèn)為“超算云”是未來超算獲得更廣泛應(yīng)用的一個機會，只不過概念上要搞清楚，“超算云其實是‘超算服務(wù)云’的縮寫，云化的是服務(wù)平臺，并非真正的超算。”

2019：E級、應(yīng)用提升、綠色超算

展望2019年，遲學(xué)斌認(rèn)為“討論最多的還將是E級計算這個事”，實現(xiàn)的途徑“無非是異構(gòu)或眾核”，兩條路徑都可以通往E級。

“中國三臺E級原型機都已經(jīng)在2018年研制成功并通過了驗收，2019年會繼續(xù)往下做。”何鐵寧說，在實現(xiàn)E級之后，中國有望短期內(nèi)奪回全球超算TOP500的榜首。

另外，遲學(xué)斌認(rèn)為，2019年中國超算將在軟件和應(yīng)用方面繼續(xù)加強，相關(guān)投入也將逐漸增加。

“我估計2019年在應(yīng)用和軟件這些軟實力的建設(shè)上會有更多投入，不然我們和發(fā)達(dá)國家的差距還會繼續(xù)拉大，只有在軟件上下一番功夫才可能進(jìn)一步縮短差距。”遲學(xué)斌對《中國科學(xué)報》說，如果美國對軟件使用實施管控，可能將導(dǎo)致很多設(shè)備成為擺設(shè)。

“很多應(yīng)用軟件不是一朝一夕可以做出來的，我們要持續(xù)投入。”遲學(xué)斌說。

盡管多年來屢屢被提及，“綠色超算”仍是遲學(xué)斌等人關(guān)注的重點。“總體上我們的處理器功耗還是最大的問題，如果能把功耗降下來，會節(jié)約很多成本。”

“功耗墻”其實正是E級計算的一大瓶頸。此前，國際超算領(lǐng)域的共識是，在實現(xiàn)百億億次超級計算機時，要將系統(tǒng)能耗控制在20兆瓦的合理范圍內(nèi)，后來該數(shù)字被調(diào)整為30兆瓦。但就目前來看，要實現(xiàn)這一目標(biāo)并非易事。

當(dāng)然，降低能耗也有著顯著的商業(yè)價值。何鐵寧認(rèn)為，為了降低能耗成本，把超算中心或者數(shù)據(jù)中心建設(shè)在能源資源豐富、電價較低的地區(qū)或?qū)⒃?019年成為主流。在內(nèi)蒙古的呼和浩特，電價低至0.26元/度，比京津地區(qū)便宜一半還多。

“地方政府也正在轉(zhuǎn)變觀念。從傳統(tǒng)的黑色能源（煤炭）輸運變成了向外輸運計算力，將節(jié)省不少中間環(huán)節(jié)。”何鐵寧說，中科曙光目前正在與呼和浩特等地區(qū)接洽，在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)計算中心。