现在超算芯片都国产了,是龙芯吗?

现在超算芯片都国产了,是龙芯吗?

网友提问: 现在超算芯片都国产了,是龙芯吗?   汇聚魔杖的回答: 超算芯片国产实则无奈之举 比如以前天河二号用的是英特尔的Xeon Phi芯片(志强融核),它连续4次在超算界的Top500榜上夺冠,但2015年4月美国商务部禁止英特尔向超算计算广州中心出售Xeon ...

网友提问:

现在超算芯片都国产了,是龙芯吗?

 

汇聚魔杖的回答:

超算芯片国产实则无奈之举

比如以前天河二号用的是英特尔的Xeon Phi芯片(志强融核),它连续4次在超算界的Top500榜上夺冠,但2015年4月美国商务部禁止英特尔向超算计算广州中心出售Xeon Phi芯片,和天河二号有关的广州中心、长沙中心、天津中心、国防科技大学均被美国列入了出口管制名单。

根据惯例,全球超算Top500榜约半年发布一次。最近一期的Top500榜中我国214台超算上榜,在数量上蝉联第一,美国113台占据第二多。神威太湖之光、天河 2A分别位于第4名和第6名。日本即超算“京”的失败基础上推出后续“富岳”时隔9年再度登顶,而美国的超算“Summit”、“Sierra”被挤到了2、3名。

我国的的超算之路并不算晚,源自“玻璃房子”的故事

上世纪80年代,是有工业部物探局花重金买了一台IBM大型机,但附加条件则是将该主机安置在一件玻璃房内,并实施24小时全方位监控,且进出门的钥匙、启动密码也由美掌控,以此来防止我们“窃取技术”。

1983年12月,每秒钟运算超1亿次的“银河”超级计算机研制成功,我国成为继美国、日本之后,第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。此后,银河2号、银河3号、银河4号接踵而来,我国成为少数能发布5~7年中期数值天气预报的国家之一。

90年代初,为了彻底打破国外对高性能计算机的垄断,国家派出了一直年轻精干的科研小组远赴美国硅谷去进行曙光一号的研究。1993年,曙光一号并行机研制成功,而在曙光一号诞生的第三天,美国立马宣布解除10亿次计算机对中国的禁运。

由于大规模并行机代替向量机,1999年我国推出了神威1号,联想集团也于2002年推出了“深腾”集群并行机。2005年,我国的超算算力突破10万亿次/秒。2010年“天河1号A”首登超算榜首,但很快被日本“京”取代。2016年至2018年“天河2号”、“神威太湖之光”霸榜首长达5年。

超算的意义何在?为什么那么多国家乐此不彼的进行投入

超算算得上是“国之重器”,至今超算已经广泛的应用于气象气候、石油勘探、海洋环境、航空航天、宇宙模拟、密码研究、核爆模拟、武器研制、材料科学、工业设计、地震模拟、动漫渲染、深度学习、人工智能、生物医药、基于工程、数据挖掘、过程控制、金融分析、公共服务等各个方面。比如:飞机制造领域,经常要计算飞机附近空气的流动,以及飞机本身的受力情况,这时就需要把空气、机体分割成一个一个的小块块,分别计算每个小块的运动和受力,再整合起来得到整体的运动和受力情况。

要把1个1立方米的立方体分割成1立方毫米的小立方块,就需要对10亿个小方块进行计算。假如用单个CPU核心,就需要连续做10亿次运算,这个过程可能要花上一整天,但如果把10亿个小方块分成10份,每个CPU核心只计算1亿个小方块,然后所有的结果最后整合起来,就能快上10倍,大概2小时左右就能算完。

如果这个例子还不足以打动你,那超算用来原子基本性质的量子力学计算、药物反应过程的分子动力学模拟、黑洞碰撞的相对论模拟、大气运动和天气变化的预测、桥梁设计中的受力计算等等,在基础科学迟迟不得突破的今天,是不是更加有可能突破“质子锁”呢?

龙芯用在“超算”上还是太弱了

假如多CPU工作效率能达到100%,现实不可能,7TFlops的FP64峰值性能,用龙芯3B需要47颗且功耗巨大、成本极高,用2~3颗申威26010芯片可以代替,而用一张Tesla V100就能解决。芯片越多,调度就越困难,就好比5个人的团队好管理,而500人的团队管理难度几何级数增加。

假如神威也能够使用7nm支持的芯片和HBM2的内存和日本的“富岳”同台竞争,那么谁胜一筹还是一个大大的问号。我们并不缺乏芯片,缺乏的是海思这种没拿国家一分钱科研经费却照样领先的企业,缺乏的是先拿来再自主创新的这种决心。

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