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超算争霸:美对日本下狠手都没成功 还能挡住中国?
www.wforum.com | 2021-01-04 18:14:56  观察者网 | 0条评论 | 查看/发表评论

超算争霸:美对日本下狠手都没成功 还能挡住中国?

  超算争霸赛,美国对日本下狠手,中国将拿下制高点

  大家好,我是观察者网《科工力量》栏目主播,冬晓。超算一直以来都是大国实力竞争的焦点。在最新的全球超算TOP500排行榜中,日本的“富岳”排名第一,而亚军和季军,都是来自美国,中国的神威•太湖之光,位列第四。

  争夺超算冠军,中、美、日从来没停止过。美国、日本曾是业内的翘楚,像IBM、英特尔、日本电气、富士通,都是这两个国家的研发主力,2010年之前,轮流接任超算冠军。直到中国推出天河1号,打破了这一垄断。

  超算从本质上来说,是一个大规模计算工具。通常情况下,个人计算机只要一颗CPU,就能玩游戏、看视频,因为这些程序的背后,只需要少量的浮点计算。但是,模拟海啸、核爆的时候,这样的算力显然不够,需要靠千万台机器组合起来,这就是超算的思路。

  在社会舆论中,总有一种声音说,中国的超算是面子工程,没有必要花费大价钱去争第一?可真实情况却是,美国对中国超算技术,一直耿耿于怀。2013年到2016年,天河2号连续蝉联第一。此时,还在任上的奥巴马签署行政命令,要求美国在2025年造出世界上最快的计算机,算力要达到每秒100亿亿次。川普上台后,虽然砍了很多科研、医疗经费,但增加了研制超算的钱。

  从历史上看,美国没有放弃过追求高性能超算。在2010年前,美日超算争霸期间,日本人研制的“地球模拟器”曾连续5次拿了冠军。而白宫的做法是,紧急拨款给IBM,研发“蓝色基因”。对超算性能的追求,美国人没有说过,够用就好。实际上,目前的算力是不够用的,我们往往因为硬件性能低,还降低了计算的精度要求。

  中国天河2号登顶冠军后,因为使用了美国芯片,有媒体曾攻击说,这其实是“组装货”,没有核心技术。拿芯片说事,不得不说,确实抓住了要害。2015年,美国商务部曾发布公告,禁止英特尔向中国4家超算中心出售“至强”芯片,当时,天河2号面临升级,恰好需要这款芯片。美方给出的解释是:中国超算中心从事违反美国国家安全的活动。

  然而,这次对天河超算的“定点清除”打击,并没有起到预想的效果。2016年6月,天河2号超算,从冠军的位置退下来后,接替它的是另一台来自中国的超算,神威•太湖之光。它没有使用美国CPU、GPU部件,而是采用自主知识产权的“申威26010”处理器,美国的制裁已经“鞭长莫及”了。

  单纯用“组装货”形容天河1号、2号,显然不客观。从技术角度来说,处理器是超算的重要组成部分,但不是超算技术的全部。 就天河2号来说,除了计算节点的CPU和加速器是美国英特尔的,互联网络、存储、系统软件、应用软件、电源、冷却等系统大部分都是中国人自己做的。特别值得一提的是天河2号的互联网络,在天河2号问世时,该互联网络在国际上也属于顶尖水平,而且是中国的技术标准,中国自主设计。

  另外,提高自主研制能力,首先得有自己的平台,之后,才能不断实现各种零部件的国产。就比如说,之前多次提到的C919大飞机,虽然发动机还不能国产,但是我们将各种系统组合起来,也是实力的体现,有了这样的平台,才能打磨技术细节。

  为了迟滞对手的超算发展,美国对中国禁售芯片,对自己人也绝不手软。80年代,日本的超算快速发展,美国将其视为重大威胁。当时,在他们的政坛上,有一句流行语:“我们想让自己的孩子做什么,给日本电脑擦灰吗”。这段期间,两国陷入贸易冲突,就像今天对待中国一样,白宫以贸易逆差为借口,举起了关税大棒。不过,美国自己人却说出了实情,著名的经济学家,卡内基梅隆大学的教授,李·布兰斯泰特,一针见血的指出:美日贸易冲突,根本原因并非经济,而是科学技术与工业能力,如果我们不再拥有最好的技术,将会伤害我们的民族自豪感。

  美国在超算领域,曾经是“独孤求败”。可到了1983年,日本人赶上来了,日本电气公司推出的SX-2,成为第一台,每秒运算速度超过10亿次的超算。被两次世界大战的荣誉洗脑,普通的美国人,将科技优势视为理所当然。日本的技术进步,对他们来说,是变相的侵略和冒犯。为了打压来自东方的竞争者,他们使出了令人眼熟的“盘外招”,利用强势的媒体话语权,抹黑、丑化日本高科技,宣称这样的竞争,是商业间谍、政府保护、补贴倾销的组合。结果,在联邦政府的“劝告”下,包括麻省理工在内的多家美国用户,取消了购买日本超算的计划。

  在很多人的潜意识里,西方要研发更强性能的计算机很容易,只是因为没有需求,没有研发的必要。真实情况是,全球的超算科学家都渴望大机器,在欧洲,很多新项目在旧设备上,已经跑不动了。中国的神威•太湖之光问世后,很多国外学者迫不及待地把自己的代码、软件拿过来和中国人一直研究,特别是不涉及军事秘密的。法国大使馆的科技参赞还公开表态:希望中法之间签订战略合作协议,让法国科学家到中国来使用神威•太湖之光。

  欧洲在超算应用上,实力不弱,但是在制造能力上,却相对一般。像瑞士的超算“代恩特峰”,曾排进过500强前五,不过,设备使用的是,英特尔的芯片、英伟达的加速器,美国克雷公司,在其中更是扮演了关键角色。这家公司研制的“美洲虎”、“泰坦”,多次帮助美国登顶超算第一的位置。欧洲的研发能力跟不上,主要是因为,他们把主要精力放在怎么把超算尽可能的用好,而且更看重商业模式,很多大公司联合购买,因为公司花钱买了超算,算力要充分挖掘,不能浪费。

  如今,欧洲国家在超算性能上,成就有限,还在于欧洲诸国在政治、军事上受美国影响较大。很多需要使用高性能超算进行研究的重大课题,对中国来说是“刚需”,但对于欧洲国家来说,由于有美国的庇护,或者可以从美国获得技术支持,也就无所谓了。而且欧洲已经完全融入,以美国为主的产业分工体系。再加上,欧洲各国体量有限,不可能像中国一样追求面面俱到,花大力气发展超级计算机。

  为了摆脱对美国超算的依赖,欧洲大国两边下注,他们除了买美国、日本的设备,现在也向中国抛出橄榄枝,要求合作。在法国大使馆参赞希望签署战略合作协议之前,德国国家科学机构“于利希研究中心”就曾经表示:希望借助天河一号,提高独立自主能力。

  今年6月份的TOP500榜单上,中国的超算达到226台,美国位列第二,只有114台。可几十年前,却是另外一番光景。

  60年代,IBM为美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室开发7030机,该实验室是美国原子弹研发机构,而这台机器算是历史上最早的“超级计算机”。中国人曾经尝试过购买,结果被拒绝。1976年,美国政府意外签发了许可证,同意对华出口超算,可附带了很多限制条款,首先,设备的性能做了降级处理,其次,如何使用,美方说了算,石油地质勘探数据可以在这里处理,军事的不行。为了严格的监督中国专家,美方还给机房上了锁,要想用,得去他们那儿拿钥匙。后来,日本人也学习了这样的做法,中国买了他们的设备后,他们安排人员在机房前,轮流蹲守,如果我们要上机操作,必须提前汇报,要处理什么数据。

  如今,中国的三大超算系列,神威、天河、曙光都已经被纳入了美国政府的“黑名单”。登上榜单后,曙光公司曾经给出回应:在产业全球化的今天,建设开放型世界经济、构建人类命运共同体是基本共识,我们愿意积极参与全球化进程,与包括美国在内的全球合作伙伴开展诚实、开放、互信的合作,共同面对机遇与挑战,共谋人类福祉。有人说,这一表态太温和。其实,这不是问题的重点。真正的关键在于,我们依旧坚持务实,埋头苦干。禁令只是白宫给中国企业打上的“高科技认证”。

  当前,中、美、日在超算领域的竞争,呈现白热化,三方都在每秒百亿亿次的超算上发力,这是下一个顶峰,而中国规划最早,新一代天河三号的原型机,已经开始大规模应用测试。几十年前,中国人靠手摇式计算机,将“东方红一号”送入太空,“算力不足恐惧症”一直深刻地印在脑海中,如今突破关键技术制约,这种症状一定要在一代人中根治,做到“白菜价”,让全人类获益。

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