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[转帖] 中国超级计算机跑得比谁都快 难掩应用尴尬

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发表于 2016-6-23 09:54:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 段小猫 于 2016-6-23 09:55 编辑

超级计算机.png


据新华社报道,6月20日德国法兰克福国际超级计算机大会(ISC)公布了新一期世界计算机500强榜单,我国最新的超级计算机"神威·太湖之光"登顶。最受关注的是,"神威·太湖之光"实现了核心处理器的全国产化。


"神威·太湖之光"超级计算机由国家并行计算机工程技术研究中心研制,安装在国家超级计算无锡中心。


运算神速


"神威·太湖之光"击败的是霸占榜首3年的"天河2号"。"神威·太湖之光"运算速度达到93Petaflop(每秒运算一千万亿次),理论最高速达125.4Petaflops。这一数值约为"天河2号"的两倍多。


区别于"天河2号"采用的英特尔Xeon E5-2692 v2 12核处理器,"神威·太湖之光"首次采用国产核心处理器"申威26010"。


新华社记者称,"申威26010"大小约25平方厘米,集成了260个运算核心,内置数十亿晶体管。每块"申威26010"运算能力为每秒3万多亿次,约等于20台家用计算机。


然后可以做一题简单的乘法题:


"神威·太湖之光"由40个运算机柜和8个网络机柜组成每个柜门内有4块超节点每块超节点由32块运算插件组成每个插件由4个运算节点板组成每个运算节点板又含2块"申威26010"处理器整台"神威·太湖之光"共有40960块"申威26010"处理器


叠加之下,"神威·太湖之光"一分钟的计算能力相当于全球72亿人口用计算器不间断计算32年。


数量增速神速


榜单前十名除了"神威·太湖之光"与"天河二号"外,分别为美国的"泰坦"与"红杉"、日本的"京"、美国的"米拉"和"三一"、瑞士的"代恩特峰"、德国的"花尾榛鸡"和沙特阿拉伯的"沙欣II"。


在上榜计算机数量上,中国以167台超越美国165台成为上榜最多的国家,而这167台计算机全部是近15年研发的——2001年前这一数字为0。


"没有国家能有这速度。"排行榜主要编撰者兼美国田纳西大学计算机学教授JackDongarra接受《华尔街日报》采访说,"中国超级计算机不断增多已成为一个趋势。"


运算速度快,数量增加速度也快,除了在高中历史课本和新闻上感受到它的"快"之外,我们真的能用到这种"快"吗?


建构方式决定应用


虽然同为超级计算机,但中国和国外的建造目的存在区别。


目前我国的超级计算机主要有银河、天河、曙光、神威四个系列,除了军用的"银河V"和"神威Ⅱ"(在研)之外,主要应用方式都是租用。租用对象主要是高校、科研院所、商业企业等。


这意味着不管是"天河二号",还是"神威·太湖之光",建设者都不是使用者。


而以美国为例,超级计算机的建设方研发的目的都是自用。在榜单上排名第三、也是美国最快的Titan建设方是美国能源部,主要应用于美国能源部内部的核试验模拟。


定位不同,建设方式自然就不同。国外超级计算机建设方一般是先有计算量需求,根据所需计算量设计系统,根据需求设计超级计算机的架构方式。中国是先进行建设,尽力提高建能,尝试满足更高的计算需求。


因此,"泰坦"与"红杉"等国外超级计算机用途较为单一,基本只能适配某一方向的应用,但针对性、专业性更强,而国内超级计算机则更为开放,可以匹配不同使用者的需求。


问题是,如果没法用起来,再高的计算能力只是一个让人迷醉的数字,意义在哪?


从人体血流模拟到气候预报


超级计算机的应用领域其实非常广阔,代码破解和核武器发展(核爆炸模拟)等都需要高速处理大量复杂计算。


民用用途上,超级计算机可以用在气候预报,石油勘探、药物开发和汽车设计等方面。在医学领域,对人体血流进行模拟与分析,可以及时有效地判定一个病人是否会发生脑梗塞的风险,超级计算机的运算能力可以提供快速的预判。


另外,我国庞大的人口对网络公共设施造成的沉重负担也可能得到解决。


问题是从银河系列到天河系列再到神威系列,我国超算数量快速增长的这10年来,除了一间间看起来神秘的房间,超级计算机具体应用在哪里呢?


应用缺位+高耗能


去年6月《南方日报》就报道过"天河2号"所在的广州超算中心的"业务荒"。


自2014年落户广州以来,广州超算中心已成为广东最大的科技基础设施,但高昂的能耗费用,宣传推广不力,国际交流与合作不足,嫁接国家重大领域的科研项目较少,应用软件开发的周期过长,人才梯队与技术支撑尚未形成系统。


去年6月,广州超算中心主任袁学锋透露,广州超算中心利用率为60%。用户占比上,83%是政府机关、高校、科研院所,企业用户只有17%。


中科院计算机网络信息中心研究员张鉴表示,我国利用超算系统解决问题的能力长期不足,相关商业应用软件仍为国外垄断。


除了资源闲置外,超级计算机的高耗能问题无可回避。


"天河二号"年耗电量达到2亿度,每天耗费电费10万元。另外,为了应对机柜因为高负荷产生的高温,广州超级计算机中心专门为"天河二号"建设了冷水厂,不间断运送8摄氏度的水进入超算中心的"水冷"系统。


小结


在2014年接受南方网采访时,中科院超算中心主任迟学斌坦言:"脱离开发利用,超算就是一堆破铜烂铁。光有高性能机器,没有人才做高水平的服务,那效果是一样的,机器过5年就过时了。"


以我国近十年的超算数量增速来看,5年已经足够完成一个系列研发,然而专业性的缺失,应用的缺位,并不能靠一个个"听起来爽"的超算占有量和运算速度数字去填补。


当然占有量和运算速度是一个技术指标,但我们还在追逐这些"内功"、获得各个第一的"声望"之余,应用软件开发的"招式"正在被急速抢占着。

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发表于 2016-6-23 10:22:19 来自手机 | 显示全部楼层
泼冷水的文章 但是太湖之光可是一上来就跑了三个大项目的  算不算打脸? 嘲讽建设太快  让我想起了当年对用电增长预计不足宏观调控限制发电厂建设导致的电荒
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 楼主| 发表于 2016-6-23 11:06:55 | 显示全部楼层
gongyz 发表于 2016-6-23 10:22
泼冷水的文章 但是太湖之光可是一上来就跑了三个大项目的  算不算打脸? 嘲讽建设太快  让我想起了当年对用 ...

我觉得冷水是要泼的,但不是针对太湖之光,租用的方式确实会造成资源浪费,毕竟这个东西是以时间做衡量的。
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发表于 2016-6-24 08:02:04 | 显示全部楼层
摊大饼作用是不大……
计算资源还是安装在用户这一端才能发挥最佳效果,比如我们这儿虽然连名都排不上,但是所有的机器几乎都没有闲着的(还包括我偷来跑BOINC的)
另外对于数值模拟啊什么的东西我始终表示怀疑
模拟本身并没有错,但纸上谈兵做的再完美,产品和方案还是拿不出来,这是我国产学研的通病和硬伤……
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发表于 2016-6-24 09:46:50 | 显示全部楼层
nekoko 发表于 2016-6-24 08:02
摊大饼作用是不大……
计算资源还是安装在用户这一端才能发挥最佳效果,比如我们这儿虽然连名都排不上,但 ...

上马的一个核物理项目  运算速度已经达到了40P 现实中这效率很高了
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发表于 2016-6-25 12:10:38 | 显示全部楼层
段小猫 发表于 2016-6-23 11:06
我觉得冷水是要泼的,但不是针对太湖之光,租用的方式确实会造成资源浪费,毕竟这个东西是以时间做衡量的 ...

云计算不就是租用吗,不是任何单位都有条件建超算的,去超算中心购买机时对于大学里的研究团队来说是非常方便的解决方案,不需要自己运维机器,需要使用的时候就购买机时。而且利用计算资源规模是弹性可伸缩的。需要几十万核心、几千节点不是一个小型研究团队能建设的。 但有超算中心的话,这个问题就解决了。我据所知,天津超算中心一个核时(core*hour)只需要几分钱,这样,几十万核时的计算量只需要几万块钱。
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