我國超級計算機又有新突破！
經過兩年多的持續關鍵技術攻關和突破，“天河三号”E級原型機研制部署完成，并于7月22日通過科技部驗收。
“天河三号”原型機，全面搭載國産自主晶片，不再使用英特爾處理器。而且相關的作業系統、并行開發等系統也為自主研發。
由此，中國E級計算機将很快進入實質性研發階段。
按計劃，“天河三号”超級計算機有望于2020年研制成功，其運算能力将比“天河一号”提高200倍，存儲容量提高100倍。
今年6月，中國丢掉蟬聯多次的全球超算冠軍寶座，美國超算時隔多年重返榜首。而“天河三号”有望在兩年内，奪回這一殊榮。
自主突破
“天河三号”E級原型機，由國防科技大學和國家超級計算天津中心等團隊合作研發，并部署在國家超級計算天津中心。
2016年，科技部結合“十三五”發展規劃，分兩期啟動我國E級計算機研制計劃。第一期主要為E級計算機關鍵技術研究，安排了三個E級機原型樣機的研制；第二期為研制E級計算機。
其中，“天河三号E級原型機系統”經過兩年多的關鍵技術攻關和突破，成為我國首個完成原型樣機系統研制和部署的項目。
公開資訊顯示，“天河三号”E級原型機實作四大自主創新：
三款自主晶片：“邁創”衆核處理器（Matrix-2000+）、互連接配接口晶片、路由器晶片；
四類計算、存儲和服務結點，十餘種PCB電路闆；
新型的計算處理、高速互連、并行存儲、服務處理、監控診斷、基礎架構等硬體分系統；
系統操作、并行開發、應用支撐和綜合管理等軟體分系統。
在技術創新的基礎上，“天河三号原型機系統”實作了可适應科學計算和資料處理多應用需求的柔性體系結構，突破了計算、訪存、通信三方平衡的高性能計算結點技術。
可支援十萬結點規模的高速互連和光電混合高速信号傳輸技術，高效靶向散熱冷卻技術，使用者透明的高性能計算環境軟體支撐等技術。
據科技日報報道，“天河”系列超級計算機，在核心關鍵技術上已實作了整體自主可控。
目前，通用CPU和加速器CPU、互連通信路由晶片和互連接配接口晶片，均已裝配在“天河二号”2期系統中，打破了2015年美國對國防科大和“天河”系超算中心的CPU禁運.
而“天河三号”超級計算機将對這四大晶片進行全面更新。
這還不夠，未來“天河三号”E級超級計算機将對已經設計生産的三款計算、互聯通信核心晶片再進行全面更新。
同時基于飛騰CPU設計新的多核CPU，實作可支援海量資料存儲的層次式存儲系統，對适用高性能計算和高效大資料處理的柔性體系結構進一步優化，最終制造出新一代“天河三号”E級超級計算機。
E級超算
所謂E級計算機，是指每秒可進行百億億次數學運算的超級計算機，被稱為“超級計算機界的下一頂皇冠”。
目前全球最快的超級計算機，峰值運算速度都在每秒十億億次級别。
E級計算機有什麼用？可以參考國家超級計算天津中心相關負責人的下面這段公開表述：
今後将依托“天河三号”超級計算機，建構超級計算與雲計算和大資料深度融合的高性能計算服務平台，在長效高分辨率氣候氣象預報、大規模航空航天數值風洞、地震地質研究和油氣能源勘探、生命科學研究等超大規模計算與模拟，以及涉及國計民生、資訊安全的政務資料、醫療衛生、基因健康、智慧城市、交通、地理、海洋等大資料分析處理領域，發揮強大支撐和平台作用，有效推動新一代人工智能發展規劃等實施和網絡強國建設。
前面我們提到，中國的E級超算原型樣機有三台。
除了天河，還有神威、曙光兩家。
神威E級原型機由江南計算技術研究所承研，此前已經通過“預驗收”。據《濟南時報》7月20日報道，神威E級原型機已經抵達濟南，開始在國家超級計算濟南中心開始組裝調試。
預計在7月26日前後将全部安裝調試完畢，進入試運作狀态。
神威E級原型機，也是我國完全自主研發的E級計算機原型機，具有完全自主知識産權。
“我們花了6000萬，建構了神威E級原型機，它的運作速度是3-4個P(1P=1千萬億次)。”國家超算濟南中心副主任潘景山透露，“E級計算機+E級存儲，總投入在40億左右。”
這麼大的投入，為盡量避免失敗，是以才有3台原型機進行驗證。
現在看起來，天河和神威的速度比較接近，這兩台E級超算的原型機，在進度上相差無幾，基本處于你追我趕的節奏。
至于曙光的E級原型機，目前公開資訊較少。
去年7月，中科曙光宣布由其牽頭的E級高性能計算機原型系統項目正式釋出。
目前沒有看到有更多的進展披露，有分析人士猜測，曙光E級原型機，采用的方案可能是“AMD CPU國産化版本+GPU國産化版本”。
超算競賽
今年6月25日，新一期超級計算機TOP500榜單釋出。
時隔五年，美國超級計算機Summit（頂點）終于超越中國超算“神威·太湖之光”，重回排行榜第一。
Summit由IBM公司負責制造，搭載了27648塊英偉達Volta GV100，這些GPU提供了超過95%的計算力；此外還有103752顆IBM Power9處理器。
這台超級計算機占地面積相當于2個網球場大小，重量相當于一架商業噴氣機。
美國為了研發這台超算，也是經過多年謀劃。為了争奪第一，Summit的釋出時間還提前了半年。
此次榜單釋出之前，中國的“天河二号”和“神威·太湖之光”兩台超算，已經接力連續五年穩居超算TOP500冠軍寶座。
2015年，“天河二号”在系統更新方面遇到了麻煩：美國商務部針對中國，實行了英特爾“至強”(XEON)晶片的禁運政策。
對于突然實行至強晶片禁運的原因，美國方面給出的解釋是這4家中國超算中心從事“違反”美國國家安全或外交政策利益的活動。
而這件事，也促成了國産晶片的發展。中國很快研發出了自主衆核加速器。
其實，2002年之前TOP500榜單沒有任何中國超算的身影。但此後的十五年裡，中國超算突飛猛進，從一窮二白一躍成為世界第一。
目前TOP500中，中國超算總量還是世界第一。
但近期想撼動Summit的冠軍位置，是一個幾乎不可能的事情。如果一切順利，2020年前後，“天河三号”等新一代超算，應該會幫助中國超算重新奪冠。
期待。
原文釋出時間為：2018-07-27
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