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中国超算芯片使美国陷入尴尬
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1993年，美国一些大学的学者开始对全球前500名超级计算机进行排名，这就是所谓 TOP 500 （顶级500）。使用的主要测试标准是美国田纳西大学计算机教授 Jack Dongarra （杰克-东加拉）的 LINPACK 性能测试. Dongarra 教授是超算领域的领军人物，最近获得ACM与IEEE两项荣誉。顶级500 每年进行两次排名。2008的排名，印度都有台超级机排在前10名，其他知名国家如日本、德国、法国、英国、俄罗斯、瑞典都在前50名内榜上有名；美国不仅占据了前几名，而且超级机数量更是遥遥领先。而前100名里不见中国的身影。那时看中国，在超级计算领域似乎一穷二白。
但中国人很快赶上来了。用美国的硬件，加上舍得投入，中国搭建了不少超级机。2010年六月的顶级500 排名显示，中国深圳国家超算中心的星云超级机排名世界第二, 达到 1.27 Petaflops （PF），也就是 每秒 1270 万亿次。这个系统有大量刀片服务器组成，使用了 两万多个英特尔的六核至强 （XEON）X5650 芯片。一年后，2011年6月，中国又推出了天河1A超级计算机，使用INTEL XEON 服务器芯片加 大量NVIDIA的特斯拉显卡，性能达到 2.566 PF，超过了原处第一位的美国美洲虎系统。但日本人也没有闲着，开发了一个 8.16 PF 的超级机，使中国天河1A再次屈居第二。超级计算的水平往往被视为国家科技实力的象征之一，各国都憋着一股劲。到2012年11月，美国、德国大力赶超，中国的天河1A退到了第8名，第一名美国的泰坦巨人号计算力达到 17.59 PF。
中国共产党做什么事情往往不计成本。让西方出乎意料的是，仅仅六个月之后，中国就推出了天河-2超级机，性能达到 33.86 PF，几乎是泰坦的两倍。天河-2使用了英特尔至强 2692 服务芯片，以及大量 英特尔 PHI 31S1P 辅助芯片，后者有57个核，专门用于数值计算。天河2的第一把交椅一直保持到 2015年11月。但实力雄厚的美国在后面不断追赶，前5名中，中国已经只有天河2这一枝独秀。
具有忧患意识的天河2 当然不会闲着，它准备进行一次全面升级，把性能提升到 110 PF。眼看英特尔要提供相关升级芯片，美国商务部果断出手了。以可能被用于核武计算为由，美国政府禁止英特尔向中国及其邻国巴基斯坦出口英特尔的PHI芯片。一不做二不休，美商务部同时禁止NVIDIA与AMD向中国出口基于显卡的 GPGPU。这一石三鸟的好招似乎把天河2升级扼杀在了萌芽状态，还断了其他基于显卡的超级机的生路。而美国计划在2018年推出名为“巅峰"(Summit) 的180 PF 的超级机。可以想象，美国商务部内应该是一片得意的笑声。相关网页下有两百个评论，有的美国人称赞其政府干得好，但更多的人似乎对这种做法不以为然。连美国国家安全局（NSA）人士都表示，美商务部这个禁止出口的决定可能损害美国公司的全球竞争力 （we were fast realizing that our preferred limits were undermining the global competitiveness of the U.S. computer industry — the very industry on which we relied for our success. ）也许NSA知道得更多？
一年后的今天，最新顶级500排名出来了。中国的太湖之光超级机以 93 PF的性能遥遥领先占据了第一的位置。不仅如此，中国前500内的超级机数量达到了167，超过了美国的165 。
也许最令美国商务部震惊的是，中国的太湖机使用的完全是中国的核心技术。太湖机的CPU是神威 SW26010 。该芯片有260核，其中256核用于计算，4个核用于系统管理。整个系统具有1000多万个核。网上有美国人评论到，原来中国人不需要美国芯片。尤为可贵的是，神威芯片目前是功耗效率最高的，或者说最绿色环保的。根据这个比较，神威机每瓦计算力为 6 Gflops，天河2为 每瓦 1.95 Gflops，日本的那台机器为每瓦0.83。中国自主设计制造的芯片的功耗计算效能比日本人的高6倍不止。看看具体数据就知道了，中国的神威机计算力为 93 PF，功耗为 15兆瓦；日本的机器计算力为 10 PF，功耗为 12 兆瓦。耗电差不多，日本的计算力只有中国的11%, 日本的机器简直就是个大电炉。
杰克-东加拉教授在这篇文章里详细介绍了太湖之光超级机，有兴趣的可以读读。
科学网部分评论
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发表评论评论 (63 个评论)
- 删除 回复[63]crossing
- 客观的说，西方从来就没有真正封锁过中国。如果“真正”封锁的话，上百万科技人员就不可能去西方国家留学、在西方公司工作，包括您岳博士。这么多年英特尔不卖给中国芯片的话，你装什么超算机？另外，这个神威芯片来自于江南，而江南就是把DEC买下来的，这个芯片就是以原先强大的Alpha芯片进一步改进发展的。
鼓吹对立和冲突，义和团一样的精神，好像没有什么意思吧
- 博主回复(2016-6-22 02:54)：部分禁运是事实，但部分禁运不等于封锁。一般来说，领先国家会向下游国家输出差一代的技术，但不乐意看到下游者居上，这完全合情合理。任何主权国家都有权限制本国尖端技术出口，落后者没有索求权。美国当然有权限制技术出口。中国会把自己最尖端的战略性技术给最好的盟友吗？不会。氢弹的构造到今天，各国都是绝对保密的。在禁运情况下，你能否独立开发出来？ 这就很说明问题，是一个文明生存力问题。文明竞争是好事。中国超算力领先，但美国绝不会坐视。这种竞争中互相促进，才是文明发展的正道。
- 博主回复(2016-6-22 02:43)：你好像阅读理解力成问题啊。
- 删除 回复[60]zhoutong
- 都有。
封锁技术和产品的例子就是美国对华高技术禁运，参见《瓦森纳协定》。
封锁市场的例子就是美国禁止华为产品在美国销售，也禁止含有美国部件的卫星用中国火箭发射。
原来如此！
我个人观点是：
1.根据市场和科研的实际要求来研发比较稳妥点！至于出口气的事，没意思！
2.这个产品是别人做不到，只有我们能做到吗？还是市场等不需要这么高的要求？如果只是我们能做到，那确实是牛！
不过，超算的发展我个人是看好的，还是很牛的，虽然不爽它是为了争一口气的目的！
- 删除 回复[59]cefele
- 这个标题并没有问题，要看清楚这件事的背景。尴尬不是因为谁超过了谁，而是因为美国去年对中国禁售高性能处理器，企图限制中国超算性能的提升，结果一年以后就被打脸了，中国用自己的芯片反而将性能提高了一大步，能效也比以前更高。正因为美国事与愿违，所以才会尴尬。
禁售能阻挡别人搞科研搞开发？不让别人发展？只能是增加点难度吧？不想让别人这么快而已，中国也有对美国禁售的产品，彼此都对对方设防。所谓美国事与愿违，纯属自己的意淫而已。 - 博主回复(2016-6-22 02:57)：美国不是人，没有感情，是不能尴尬的。准确地说，应该是部分美国人尴尬（也有很多美国人称赞）。不过标题嘛，就不能这么严格了。
- 删除 回复[56]spherical
- “耗电差不多，日本的计算力只有中国的11%”？对这样的数字不去怀疑么？别把自己太当人，也别把他人不当人！
应该是国人同样的计算能力比日本的多耗电10%！
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数据都是公开的，中国的超算是日本的9.3倍性能，1.25倍功耗，能效相当于日本的7.4倍，在相同性能的情况下功耗是日本的13%，自己算一下不就知道了。
日本就是这么不争气，让你失望了。
- 删除 回复[54]spherical
- 封锁？？？
封锁产品与技术
还是封锁的是市场？
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都有。
封锁技术和产品的例子就是美国对华高技术禁运，参见《瓦森纳协定》。
封锁市场的例子就是美国禁止华为产品在美国销售，也禁止含有美国部件的卫星用中国火箭发射。
- 删除 回复[53]spherical
- 中国共产党做什么事情往往不计成本，又不是掏自己腰包
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中国的这个超算是美国titan的5倍性能，功耗只是它的2倍不到，谁更耗电，是谁掏腰包？应该是美国的纳税人吧。
如果不计成本，中国就没有必要研制这么高能效的超算。
- 删除 回复[52]spherical
- 最大的问题是看它的实用价值！中国有多少东西都是撑门面用（至少高校最喜欢干这事），实际能有多少利用率或者说实用价值那是另外一说！毕竟先把面子挣回来再说，是吧？里子？你们又不知道我里面穿的是打了几个补丁的哪件破衣服
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目前，中国经济对于超算有着很大的需求。与会的4大超算中心负责人透露，按运行时间看，国内超算中心的资源利用率普遍都在70%以上，有的甚至超过80%。相比之下，国外超算中心的利用率普遍在60%左右。
你应该喷的是用户等待时间太长，缺少适合超算的应用。
http://tech.sina.com.cn/it/2012-04-11/08506938820.shtml
- 删除 回复[51]spherical
- 我对计算机不是太清楚，不过对于科技 我的心理不太自信。从常识上看，美国 日本 一些欧洲国家的科技比中国发达很多，我自始至终都不觉得这就是一个有优势的胜利。 对于国内国外的一些产品，我觉得日本的东西不会这么糟糕。
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有没有优势，数据就在那里摆着，排名也是美国人给出的，有什么问题？
日本那么多电子企业都在亏损，身边的日本产品越来越少，你没有看到吗？通信领域就不用说了，日本就没有一家拿得出手的企业。至于汽车行业，以后的趋势是新能源汽车，中国的比亚迪去年的销量已经是全球第一，日本汽车恐怕也会步电子行业的后尘。
20年前，中国基本上没有什么高科技产品能与日本竞争，现在中国的高铁、核电站都能和日本竞争了。
- 删除 回复[50]spherical
- 我也不懂美国为什么要尴尬，某个时段中国有个领域超过了美国，科技取得进步固然令人高兴，可是美国也有很多时段很多领域超过中国，那中国要尴尬多少次呢？这次你超过他，下次他超过你，然后就互相尴尬来尴尬去？
所以这个标题取得真不怎么样。
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这个标题并没有问题，要看清楚这件事的背景。尴尬不是因为谁超过了谁，而是因为美国去年对中国禁售高性能处理器，企图限制中国超算性能的提升，结果一年以后就被打脸了，中国用自己的芯片反而将性能提高了一大步，能效也比以前更高。正因为美国事与愿违，所以才会尴尬。
- 删除 回复[49]cefele
- 我也不懂美国为什么要尴尬，某个时段中国有个领域超过了美国，科技取得进步固然令人高兴，可是美国也有很多时段很多领域超过中国，那中国要尴尬多少次呢？这次你超过他，下次他超过你，然后就互相尴尬来尴尬去？
所以这个标题取得真不怎么样。
- 删除 回复[48]崔尧
- 我对计算机不是太清楚，不过对于科技 我的心理不太自信。从常识上看，美国 日本 一些欧洲国家的科技比中国发达很多，我自始至终都不觉得这就是一个有优势的胜利。 对于国内国外的一些产品，我觉得日本的东西不会这么糟糕。
- 博主回复(2016-6-22 02:59)：日本已经不行了，只是还在吃以前掠夺洗钱积累的老本。
- 删除 回复[47]yunpeng3
- 最新超算第一名“神威太湖之光”到底有多强？
http://www.guancha.cn/tieliu/2016_06_21_364813.shtml
- 删除 回复[46]林晨升
- http://www.top500.org/list/2008/11/
08年的排名,第11,19,93是中国的. - 博主回复(2016-6-22 02:42)：文章蓝字是链接，你可以点开看看。
- 删除 回复[45]林晨升
- http://www.top500.org/list/2003/11/
2003年的中科院计算中心的机器就已经排第14。
14 Computer Network Information Center, Chinese Academy of Science
China
- 删除 回复[44]doctor5
- [28]zhoutong 2016-6-21 13:35
中国的氢弹设计是原创。法国人弄了很久也搞不出来，戴高乐气得大怒，比毛泽东落后了，没有氢弹就是蛮子。后来是英国人故意泄密给法国，后者才有氢弹。1945年美国对日本投下核弹之后，还在延安窑洞里的ZG马上开始了未来原子弹研发的准备工作，开始联络全球华人的科技人物，做前期准备。国民党人估计只是喃喃自语：美国人真神啊，我等永远不如。当年原子弹研发，毛泽东亲自过问，还叫钱三强给中央上原子能入门科普课程。中国发现铀矿石后，毛泽东立刻让人带去给他看，自己拿个盖革计数器测试，嘎嘎作响。旁人说要小心辐射，毛还说中国能搞出核武，自己少活几年无所。据传钱学森回国时，有美军将领说钱顶五个师，其实何止五个师。钱学森这些人都是毛亲自过问，不惜成本。
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说明当时多领导人看对了人，选对了人。
可腐国的今天，学术界大多是混子当道！
- 删除 回复[42]林晨升
- 2008的排名，印度都有台超级机排在前10名，其他知名国家如日本、德国、法国、英国、俄罗斯、瑞典都在前50名内榜上有名；美国不仅占据了前几名，而且超级机数量更是遥遥领先。而前100名里不见中国的身影。那时看中国，在超级计算领域似乎一穷二白。
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这种说法不对,2008年前我国早就有计算机排名进前20名了.
- 删除 回复[39]马泳波
- 最大的问题是看它的实用价值！中国有多少东西都是撑门面用（至少高校最喜欢干这事），实际能有多少利用率或者说实用价值那是另外一说！毕竟先把面子挣回来再说，是吧？里子？你们又不知道我里面穿的是打了几个补丁的哪件破衣服
- 删除 回复[34]周洲
- [31]dkyz 2016-6-21 14:15
中国共产党做什么事情往往不计成本。
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中国的神威机计算力为 93 PF，功耗为 15兆瓦；日本的机器计算力为 10 PF，功耗为 12 兆瓦。
- 删除 回复[28]zhoutong
- 中国的氢弹设计是原创。法国人弄了很久也搞不出来，戴高乐气得大怒，比毛泽东落后了，没有氢弹就是蛮子。后来是英国人故意泄密给法国，后者才有氢弹。1945年美国对日本投下核弹之后，还在延安窑洞里的ZG马上开始了未来原子弹研发的准备工作，开始联络全球华人的科技人物，做前期准备。国民党人估计只是喃喃自语：美国人真神啊，我等永远不如。当年原子弹研发，毛泽东亲自过问，还叫钱三强给中央上原子能入门科普课程。中国发现铀矿石后，毛泽东立刻让人带去给他看，自己拿个盖革计数器测试，嘎嘎作响。旁人说要小心辐射，毛还说中国能搞出核武，自己少活几年无所。据传钱学森回国时，有美军将领说钱顶五个师，其实何止五个师。钱学森这些人都是毛亲自过问，不惜成本。
- 删除 回复[27]zhoutong
- 当年美国认为中国需要N年才能造出核武，结果中国用算盘计算，愣是把原子弹、氢弹造了出来。
确实值的骄傲，但不能自满
1.不是你创造的！
2.技术没法封锁：是否有苏联的帮忙？
所以居安思危吧！ - 博主回复(2016-6-21 13:35)：http://blog.sciencenet.cn/blog-684007-975572.html
- 博主回复(2016-6-21 13:34)：中国的氢弹设计是原创。法国人弄了很久也搞不出来，戴高乐气得大怒，比毛泽东落后了，没有氢弹就是蛮子。后来是英国人故意泄密给法国，后者才有氢弹。1945年美国对日本投下核弹之后，还在延安窑洞里的ZG马上开始了未来原子弹研发的准备工作，开始联络全球华人的科技人物，做前期准备。国民党人估计只是喃喃自语：美国人真神啊，我等永远不如。当年原子弹研发，毛泽东亲自过问，还叫钱三强给中央上原子能入门科普课程。中国发现铀矿石后，毛泽东立刻让人带去给他看，自己拿个盖革计数器测试，嘎嘎作响。旁人说要小心辐射，毛还说中国能搞出核武，自己少活几年无所。据传钱学森回国时，有美军将领说钱顶五个师，其实何止五个师。钱学森这些人都是毛亲自过问，不惜成本。
- 删除 回复[26]易小兵
- 回复：[24]李南生 不懂为什么老美要尴尬。
试着读一读下面一段，不知道能不能读出某国人的尴尬？
具有忧患意识的天河2 当然不会闲着，它准备进行一次全面升级，把性能提升到 110 PF。眼看英特尔要提供相关升级芯片，美国商务部果断出手了。以可能被用于核武计算为由，美国政府禁止英特尔向中国及其邻国巴基斯坦出口英特尔的PHI芯片。一不做二不休，美商务部同时禁止NVIDIA与AMD向中国出口基于显卡的 GPGPU。这一石三鸟的好招似乎把天河2升级扼杀在了萌芽状态，还断了其他基于显卡的超级机的生路。可以想象，美国商务部内应该是一片得意的笑声。相关网页下有两百个评论，有的美国人称赞其政府干得好
一年后的今天，最新顶级500排名出来了。中国的太湖之光超级机以 93 PF的性能遥遥领先占据了第一的位置。不仅如此，中国前500内的超级机数量达到了167，超过了美国的165 。
- 删除 回复[22]wangpulw
- 能不能介绍介绍, 哪一类的平行计算可以用到1000万多个核.
- 博主回复(2016-6-21 13:10)：There are three submissions which are finalists for the Gordon Bell Award at SC16 that are
based on the new Sunway TaihuLight system. These three applications are: (1) a fully-implicit
nonhydrostatic dynamic solver for cloud-resolving atmospheric simulation; (2) a highly effective
global surface wave numerical simulation with ultra-high resolution; (3) large scale phase-field
simulation for coarsening dynamics based on Cahn-Hilliard equation with degenerated mobility.
All these three applications have scaled to around 8 million cores (close to the full system scale).
The applications that come with an explicit method (such as wave simulation and phase-field
simulation) have achieved a sustained performance of 30 to 40 PFlops. In contrast, the implicit
solver achieves a sustained performance of around 1.5 PFlops, with a good convergence rate for
large-scale problems. These performance number may be improved before the SC16 Conference
in November 2016.
- 删除 回复[21]wangbin6087
- 中国人吃啥了，怎么在应用领域跑这么快？又让美国人不高兴了，天天拿着棍子在咱家门口逛游，要不就爬墙头往咱家院里看，这不恶心人么。
- 删除 回复[16]刘艳红
- 尤为可贵的是，神威芯片目前是功耗效率最高的，或者说最绿色环保的。
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功耗效率最高，是不是有点绕啊，直接说单位功耗最低不行吗？
- 删除 回复[14]sunchangli
- 中文学术期刊能像中国的超级计算机一样世界领先就好了
