我国E级计算机2020年左右发布,比最快计算机高出一个数量级

  我国高性能计算领军企业中科曙光前天在第29届国际超算大会上,发布了由其牵头的E级计算系统研发路线图。这是中国E级计算系统研发路线图首次亮相国际舞台。E级计算是指运算速度在每秒百亿亿次量级的计算机,它比目前最快的计算机性能还要高出一个数量级以上。为何要研发E级计算机,它将给我们的生活带来什么变化?解放日报上观新闻记者就此专访了中科曙光高性能产品事业部总经理曹振南。

  解放日报上观新闻:前有天河二号,后有神威太湖之光,如今E级计算机原型系统已经启动。为何要研发比目前最快的计算机性能还要高出一个数量级以上的计算机?

  曹振南:E级计算这个目标的确立既是计算发展的必然结果,更是人类对计算提出的必然要求。一方面很多研究和探索只能通过计算方法来开展,如模拟气候和天体物理学复杂的过程。另一方面,越来越多的实验和观测系统发现,产生的数据超过Peta字节且迅速地迈向E级字节。对这些数据进行处理和分析的需求直接提升了所需的计算能力的标杆。

  E级计算机是世界各国特别是发达国家竞相争夺的技术制高点,美国、欧洲、日本等国家和地区都提出了自己的E级超算研发计划。2008年到2011年,美国能源署和美国国家研究委员会委员多次对E级计算的科学必要性进行了阐述和汇总。他们着重对气候、高能物理、核物理、聚变能科学、核能源、生物学、材料科学、化学和国家核安全9个方面进行了调研。同时,美国国家科学基金会对数十个遍及科学和工程的E级应用的研发团队进行资助。比如,海平面上升及其与全球变暖之间的关系;暗物质的质量;伽马射线爆发的本质等。这些模拟计算需要在原子尺度上进行,都是重要的E级计算需求。

  对于中国来说,解决发展面临的重大挑战性问题,很多都需要高性能计算的支持。比如,在防治环境污染方面,受到计算能力与软件限制,目前仍处于使用理想模型、对单个生活小区进行分析的级别。高性能计算将在阐明大气复合污染的成因,预测大气复合污染物扩散和追溯污染源等方面发挥重要作用。此外,为解决列车在高速行驶时出现的横风效应、会车效应、隧道效应及气动噪声等一系列空气动力学问题,也需要使用基于高性能计算的数值风洞开展研究。

  解放日报上观新闻:为什么说E级计算机除了追求更快的计算速度,还面临着功耗墙可靠性墙编程墙等几方面的挑战?

  曹振南:E级计算机的计算性能将达到每秒百亿亿次量级,要实现如此之高的性能,同时又要具有很高的效率、可靠性,且功耗不能太高。这是非常具有挑战性的工作。

  就拿能效比来说吧,E级计算机是一个普通计算机性能的10的9次方倍,功耗只有普通计算机的10的5次方倍。这样高的性能功耗比,目前市场上没有一款处理器可以满足。中国着力发展自己的处理器已经数十个年头,性能尚未完全赶上世界先进水平,要在这短短几年把处理器的性能提高几个数量级,这必然是全球IT人士面临的巨大挑战。

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