美国《科学》杂志:中国有望造出世界首台E级超算!附:各国E级超算现状及架构

2020-01-07 12:36:39 来源:EETOP
据新华社华盛顿电 (记者周 舟)美国《科学》杂志近日刊文展望了2020年可能成为头条的十大科学新闻,中国建造全球首台E级超算、“基因剪刀”技术发布临床试验结果等入榜。

这一权威学术刊物预测,中国有望在2020年建造出世界第一台E级超算。E级超算即百亿亿次超级计算机,是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点。美国、日本和欧盟均在推进各自的E级超算开发计划。

E级超算各国现状

美国

美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)的杰出研究员Jeffrey Vetter博士,给出了未来美国超级计算机技术演进的预测。

根据Jeffery博士公布的路线图,美国能源部在2021到2023年将部署3台运算速度达到E级(Exascale,每秒运算1百亿亿次)的超级计算机。

其中,名为Frontier的超级计算机将使用AMDCPU,名为Aurora的超级计算机将使用Intel公司的CPU,而另一台名为LLCapitan的超算还未确定架构。

这些超算都将成为人类最快的超级计算机之一。而根据著名的超算排行榜组织top500.org的统计,目前排名世界第一的Summit超算,运算速度为148.6 petaflops(即每秒148.6千万亿次),距离E级(1百亿亿次)仍差一个数量级。

E级超算架构:X86 CPU

中国

在E级超级计算机的竞争上,我国并不落后。实际上,根据公开报道,中国目前正在进行的E级超算项目有三个:

天河三号

2018年5月19日,国家超算天津中心展示了天河三号原型机,预计在2018年底投入使用,河三号的全配置主机计划在2020年投入使用,性能计划为1E Flops. 天河三号超算将使用我国自主研制的飞腾FT2000系列CPU,以及国防科技大学的Matrix2000plus加速器的最新型号。

神威E级

2018年7月神威E级原型机落户于国家超算济南中心,还需要三年左右的研发时间,将在2021年正式投入使用。神威的CPU肯定是我国自主研制的申威系列CPU的最新型号。

曙光E级

2016年7月4日,中科曙光在其举办的“2016中科曙光技术创新大会(IDIC2016)”上宣布,由其牵头的E级超算原型系统项目正式发布,在核心技术方面,曙光介绍了超融合自适应并行处理体系结构(HCAPP)和全浸没式相变液冷技术(整台超算浸没在冷却液中),但对于所采用的CPU和加速器并没有更多消息透露。外界猜测曙光可能会采用中科院体系内研发的CPU和加速器(比如海光CPU、龙芯CPU系列)。曙光E级的最终部署时间也将会在2020年以后。

E级超算架构:ARM、alpha、X86、龙芯 ?等

日本

作为最早明确其E级计算发展路线的国家,日本目标在2021年初由Fujistu研制成功第一台E级计算机Post-K Computer,并部署在RIKEN。与现有的超算相比,下一代京超算最大的变化就是处理器从SPARC64架构全面转向ARM。2018年6月Fujitsu就宣布已完成Post-K计算芯片原型研制并开始测试,作为首个基于ARMv8-A Scalable Vector Extension (SVE)架构的48核芯片

最近富士通开发了7nm 52核架构的A64FX处理器,双精度浮点性能可达2.7TFLOPS。日前富士通宣布正式启动Post-K超算生产计划,预计2021年到2022年之间部署这台超算。

据悉,A64FX是第一款采用可扩展矢量扩展(SVE)的CPU,这是专为基于ARM的超级计算机设计的指令集。富士通表示,A64FX将提供每个芯片超过2.7 teraflops的峰值双精度(64位)浮点运算性能。系统每个节点有一个CPU,每个机架有384个节点。

在经过安装调试后,Post-K超算将被移交至位于日本神户的Riken高级计算科学研究所,正式投入使用。

E级超算架构:Arm

 

欧盟

在2018年EuroHPC发布规划,欧盟政府将投入4.8亿欧元,通过与各国政府共同投入的模式,在2020年建设两台Pre-E级系统和两台P级系统,并在2022-2023年左右建成2台E级系统,且其中至少有一台将使用欧洲自主的技术。虽然目前各系统的选址还未确定,但通过这一系列部署规划,欧盟对实现E级计算、大幅提升欧洲在高性能计算领域竞争力的决心可见一斑。

此外在不久前,巴塞罗那超级计算中心已经启动了欧洲开放计算机体系结构实验室(LOCA),该实验室为期五年,旨在开发基于开放体系结构的节能,高性能计算芯片。尽管最终的知识产权旨在可供任何人使用,但最初的目标受众是希望构建由开源硬件提供支持的HPC系统的欧洲用户。LOCA将要探索的芯片将基于当今三种最受欢迎的开放指令集架构,即RISC-V,OpenPower和MIPS。根据LOCA主管约翰·戴维斯(John Davis)的说法,因为Arm不符合开放标准,因此被排除在考虑范围之外。该项目的五年时间表表明,任何由此设计的处理器都将最终进入第二批欧洲百亿亿次计算机系统,该系统将在下个十年中期左右投入使用。当然,正如我们已经提到的那样,由于所有这些IP都注定是开放的,因此任何国家或公司都可以选择这些相同的设计,并将其用于自己的用途,无论是HPC还是其他用途。

E级超算架构:第二批将采用RISC-V、OpenPower 等开源处理器
 

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