大國博弈,不可回避的“超算之战”
在《三體》里，大刘有這么一段描写：“這些顯示器太旧了。”雷迪亚茨说。
“但它們後面是世界上最壮大的计较機，每秒可以举行五百万亿次浮點運算。”
這時候，一位工程師来到艾伦眼前，“博士，AD4453OG模子此次走通了。”
每秒500万亿次浮點運算的计较機，呈現在“面壁规划”里，這是第二位面壁者雷迪亚兹看到的人類最强算力，用于顶尖的核爆摹拟。
2019年，人類的最强超算，是《三體》所描写的297.2倍。
人類算力的成长速率，比科幻還科幻。
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计较的本色是摹拟。
20世纪60年月，“东方红一号”上天最大的拦路虎，就是若何切确地计较出卫星在太空中運行的轨道。由于咱們那時所能利用的，是功效和效力都十分後进、必要手工操作的半自脱手摇式计较機，计较員們24小時不中断地像工場里的工人同样“三班倒”才终究算出了“东方红一号”的轨道数据，听说计较使命紧急之時乃至動用了算盘。
前辈不容易。時至本日，航天使命中巨大的计较量早已超越咱們的想象，借使倘使咱們的计较技能還逗留在手工计较的阿谁年月，带動天下人民一块兒帮航天部分计较，假如每人每秒可以完成一次運算，航天使命请求在1秒内完成的運算量就足够天下人民算上两三個月。
幸亏咱們有了超等计较機，它所做的事变，叫做“高機能计较”（High performance computing，HPC）。
現活着界上已知的最强计较機“极點”，它的運算速率可以到达每秒14.86亿亿次的浮點運算速率，由美國能源部麾下的橡树岭國度钻研室于客岁6月研发。简略科普一下，你可以大致将浮點運算理解成對小数举行计较的運算模式。
一言以蔽之，超算從本色上来讲是一個大范围的计较东西。家喻户晓，小我计较機一般只有一颗CPU（GPU），每颗CPU内凡是只有2-8個物理焦點，一般的利用場景如遊戲、視頻暗地里的步伐只需用到少许的浮點计较，平凡的PC固然可以知足。但必要处置超大计较量的科學计较常常必要举行大量繁杂的浮點计较，這時候PC的计较能力就顯得左支右绌了。
大道至简。一個很合适逻辑的法子就是，一台機子不可，那就把千万万万台機子连起来啊，正因如斯，業界關于超等计较機的完备界说是“由跨越百個处置器構成的、可以或许完成平凡PC足浴粉,機和辦事器不克不及完成的大型繁杂课题的计较機。”
超算如要溯源，避不開圖灵。没错，就是你想到的阿谁“计较機之父”。
2014年，一部名為《仿照遊戲》的英國片子上映，主角恰是由“卷福”@扮%8妹妹38%演@的阿兰·麦席森·圖灵。
故事环抱盟军破译德國暗码體系“英格玛”開展，“英格玛”的繁杂的地方在于，天天深夜主動切换暗码，有 10^16 種分歧的变革，用人工计较的法子根原本不及鄙人一次切换前破解。
圖灵是那時的数學理論妙手，應召而来。他在阐发了大量的德國電文後，发明很多電報有至關固定的格局，以此為冲破點，他想到了用“候選单词”這一法子来破译“英格玛”電文，并提出了“惟有呆板才能击败呆板”的理論。
他带领军情六处的一眾科學家機密研发破译暗码的呆板，并于两年後樂成破解了德军暗码。
丘吉尔對圖灵的进献赐與了至高的评價：“圖灵是二战中最大的元勋，他的钻研改变了欧洲甚至全部世界的战局！”
這是人類最先操纵计较機破译暗码的例子。
若是用今天最快的超算“极點”暴力破解的话，大要就是不到0.1秒的事变。
時候来到1976年3月，在美國伊利诺斯大學两台分歧的IBM360電子计较機上，两名数學家哈肯和阿佩尔用了1200個小時，作了100亿個果断，终究在6月份发明没有一张舆圖是必要五色的，從而證了然“四色定理”，并在《伊利诺伊数學杂志》颁发了《任何平面舆圖都能用四種色彩染色》的論文，颤動世界。
速率，固然是超算的焦點，運算速率更称心味着一切繁复的運算和摹拟會更快、更正确。用“穷举法”證實猜测的准确與否，是超算為解决疑問杂症另辟的門路。
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1976年，中國的第一台超等计较機，運算峰值速率只有每秒1.6亿次。
鼎新開放以後，很多尖端科技對華解除封闭。當時候風行的一句话是，“造不如買，買不如租”，咱們的政策也酿成了“以市場换技能”。
好景不长。1989年，美國當局起頭严酷限定對中國出口高機能计较機，除必需用天價采買以外，還要把计较機放在透明的玻璃房里，而钥匙在美國人手中，每次利用的用处都要向美國人陈述，哀求核准。
究竟就是，從超算呈現到2009年将尽70年的時候里，TOP 1就一向是美國人的專利，和中國没有半毛錢的瓜葛。
因而有了意在提高我國自立立异能力的“863规划”。
在超等计较機界，每隔一段時候就要挑選出全世界计较能力最强的500台超算，公布到一個被称為TOP500的排行榜中。2001年前，TOP500中没有一台是中國的超算，起色呈現在2004年，曙光公司研制的“曙光4000”十万亿次计较機进入TOP 500排名前十位。2008年，“曙光5000”百万亿次计较機再次进入TOP 500前十位。
這一時代雄踞榜首的是IBM的“蓝色基因”。
2009年算是中國超算成长史上的里程碑。這一年，國防科技大學研制的“河汉一号”万万亿次计较機，使我國成為继美國以後世界上第二個研制樂成万万亿次计较機的國度。
2010年6月，曙光公司研制的“星云”万万亿次计较機初次登上TOP 500的第二位，及至下半年公布的榜单，进级後的“河汉-1A”力压群雄拿下全世界超算TOP 1，實测運算速率可以到达每秒2570万亿次。
21世纪的第一個十年，國際超等计较能力到达P级计较（1 PFlops，万万亿次计较，每秒钟可履行10^15次双精度浮點计较）级别，中國人第一次站在全世界算力的顶端。
科學钻研、兵工行業、能源范畴、生物醫藥、景象预告、工業制造，這些都是超算傳統的利用范畴，各都城在為下一機能的方针——E级计较（1 EFlops，百亿亿次计较，每秒钟可履行10^18次双精度浮點计较）作筹备。
2011年9月，俄罗斯联邦原子能总署核准了《2012-2020年百亿亿次超等计较機為根本的高機能计较技能構思》；2013年，欧盟启動“Horizon2020”规划，此中“面向百亿亿次的 高機能计较”的摸索基金項目将在2014-2020年投入7亿欧元；2014年6月，日本文部省颁布发表启動E级规划，用于國度高機能计较根本举措措施的扶植；2015年，奥巴马當局以“國度计谋计较推動规划”為超算计划出了一個持久的、多機構介入的计谋前景。
2011年，日本K-computer超出河汉一号成為世界第一，這也是人類汗青上第一次冲破每秒一亿亿次计较能力的超等计较機，2012年登顶的，是美國的“泰坦”。
行百里者半九十，中國人拿過一次冠军，想要再次登顶就不是难事。從2013年6月起頭，“河汉二号”持续6次位居TOP 500的第一位。
芯片無疑是超等计较機的焦點部門，一台超算最少装有几千枚乃至上万CPU和GPU芯片，同時配备特别的操作體系，賣力辦理這些芯片之举行一系列繁杂的運算。國防科技大學于增長增粗藥,2010和2013年制作的“河汉一号”和“河汉二号”超等電脑，重要利用的是由Intel和AMD供给的芯片。
面临中國超算的突起，2015年4月，美國當局颁布发表制裁中國四家超算中間，并制止向中國超算中間出售Intel的Xeon Phi超算芯片，“河汉二号”不得已调解技能線路，采纳國產矩阵2000更换Intel的Xeon Phi，担搁了进级规划。
值得咱們额手相庆的是，16年代替“河汉二号”位置的，是采纳天下產CPU的“神威·太湖之光”，它還得到了有超算利用界诺贝尔奖之称的“戈登贝尔奖”。
直到2018年11月，由美國能源部麾下的橡树岭國度钻研室研发的“极點”才實現了美國人重返TOP 1的欲望。
可来自中國超算的声音早就不容轻忽了。在TOP500的榜单上，来自中國超算的制造廠商已從四年前的7.4%的份额，逐步增加為靠近50%，在市場份额上也逐步和美國不相上下，2018年6月，全世界超算TOP500遐想独有117台，這是来自中國的制造商第一次拿到超算供给平台份额上的世界第一。
時隔一年以後，全世界超算TOP 500榜单在法兰克福公布，中國境内有219台超算上榜，美國以116台位列第二，日本、法國、英國和德國挨次位居厥後。
這是2017年11月以来，中國超算上榜数目持续第四次位居第一。
在這次榜单上，遐想、海潮和中科曙光别离以173台、71台和63台的数目位居全世界超算制造商前三位，人民網微博以“中國超算：仅一個遐想，就在数目上跨越了美國”為题，将動静傳回海内。
大國突起，理應如斯。
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中國超算的研发機構有四個，三個在北京，一個在长沙。在长沙的是國防科技大學计较機钻研所，两次染指世界超算冠军的“河汉一号”和“河汉二号”都是尺度的“长沙制造”。
北京的三個超算研发機構别离是國度并行计较機工程技能中間、中科院计较技能钻研所，和遐想数据中間團體。此中，16年登顶世界的“神威·太湖之光”由國度并行计较機工程技能中間研制，中科院的超算品牌是“曙光”系列，遐想的是“深腾”。
娛樂城,
制造世界上最快的超等计较機當然了不得，但真正推動財產利用才是關頭。遐想作為一家贸易公司，在帮忙用户“发掘算力潜力”上可谓极致。
“遐想會All in AI，周全拥抱智能化，不但開辟丰硕多彩的智能终端，针對分歧行業的smart IOT的装备，還将聚焦于超等计较、云计较、邊沿计较。”這是遐想團體CEO杨元庆的说法。
夏季的北京，散热體系进入真個温度在32摄氏度摆布，與最高45摄氏度的水温容忍度有着高达13摄氏度的温差。比拟傳統風冷散热技能，采纳水冷技能的集群效力晋升4000多倍，節流了40%的制冷散热本錢，節電量可达100万度。
更首要的是，這為平台扩充计较、存储和收集装备带来了共计跨越100KW的配電额度，极大地提高了数据中間计较密度，数据在這類時辰或许會有更强的表达力，由遐想供给的水冷高機能计较體系理論峰值是100%，最後開释出来的算力到达92.7%。
用北京大學计较中間主任张蓓话说就是，“此次遐想水冷高機能计较體系的表示使人欣喜，可以或许有用晋升黉舍的科研支持能力，晋升黉舍在國度重大項目上的竞争能力，晋升黉舍補牆膏,辦學氣力和高端人材的吸引力。”
正因如斯，遐想的超算產物在全球都有着遍及的利用。由遐想数据中間结合英特尔設計制造的“超等慕尼黑-NG”（SuperMUC-NG）位列全世界最强超算第九名，這一超算體系包含近6500個節點，可節流能耗跨越45%，将帮忙德國最大的超算中間——巴伐利亚科學院莱布尼茨超等计较中間解决来自關頭情况、天體物理學和生物醫學范畴的挑战。
“遐想的超算技能不但仅是放在實行室内里做理論钻研，而更多的是與行業的利用相连系，與客户的需求相连系，為客户带来真實的價值。”遐想数据中間营業團體中國區总裁童夫尧如是说。
究竟上，有十個國度的最强超算由遐想交付，它們在澳大利亚、巴西、加拿大、德國、爱尔兰、荷兰、挪威、新加坡、南非和西班牙的地皮上深根，抽芽，长成参天大树。
P级计较以後，E级计较被誉為“超等计较機界的下一顶皇冠”。它的速率是P级计较的1000倍，業内预期的時候點是在2020年，可是，要想實現E级计较，此中最首要一個問题就是功耗。而遐想的水冷技能，可以将降热效力晋升到90%。
當人們站在第四次工業革命的出发點上，超算的利用远不止于此。
對人們而言，想要辨别一只猫、一条狗，只需看上一眼便可。但一样的请求對呆板来讲，却必要花费大量時候。由于计较機自己是没法理解圖象、声音這些数据信息的，以是，若是想讓呆板变聪慧，就要将現實問题先转化為数學問题，即数學建模和求解。
在這一进程中，计较機必要将使命分化成多個抽象条理去处置，分歧的条理間又互相叠加，同時還要完成层與层之間的监視和调剂，這類海量信息处置若是没有超算的协助，是不成能完成的。
是以業界有一種说法是，AI有三大概素：算法、大数据和计较力。若是人工智能是一辆车，那末算法就像发念頭，大数据是賣力供给動力，而计较力就是车轮，驱動AI进步。
算力是遐想的强項。作為中國高機能计较的领军者，遐想曾创下多個記實，包含研发中國第一個万亿次、四万亿次、十万亿次、百万亿次的超算集群，和一步步成為世界上最大的超算制造商。
“遐想已看到，AI是信息財產的将来，遐想已赌上身家人命去押注AI。”杨元庆在遐想第三届全世界立异科技大會上说道。
两年後，他們在2019遐想全世界超算峰會上公布的深腾X9000，就是针去斑膏,對HPC和AI交融所作的尽力。
“遐想超算的将来，就是交融计谋，就是将高機能计较和利用连系起来。之前是大数据，如今是大数据、人工智能的交融，跟着利用的成长，可能還要交融新的工具。”這是遐想首席科學家祝明发關于集群计较的假想。
2019年是遐想HPC成长的第20年，他們正在前去一座更高的山岳。
超算工業制造大数据人工智能集群计较
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