2018年超算領域的變化，給2019年乃至未來超算技術的發展，留下了哪些注腳？
E 級計算將是2019 年討論熱點。
■本報記者 趙廣立
剛剛過去的2018年，全球超算領域發生了一些變化：美國憑借IBM研制的Summit高性能計算機重新奪回闊別5年之久的全球超算TOP500榜首；人工智能（AI）應用逐漸成為超算追逐的新目標；“超算云”被越來越頻繁地提及……
2018年超算領域的這些變化，給2019年乃至未來超算技術的發展，留下了哪些注腳？
2018：異構、AI應用、超算云
中國國家高性能計算機工程技術研究中心副主任、中科曙光副總裁何鐵寧注意到，2018年重奪全球超算TOP500榜首的Summit超算和排名第二的Sierra超算，都是典型的CPU+GPU的異構體系架構。他認為，這種異構結構已成為主流。
“部署在美國橡樹嶺國家實驗室的Summit超算實測效率很高，超過70%，這可能在已有的異構系統里是最好的。”近日，中科院計算機網絡信息副主任遲學斌在接受《中國科學報》采訪時說，未來要發展E級計算（每秒百億億次），異構是重點，其他實現途徑或許要讓位于異構結構。
更讓遲學斌感到觸動的是，超算加速芯片對人工智能應用的適配。“英偉達公司推出的DGX-2，在支持人工智能算法特別是推理方面做得比較好，性能確實高，很好地將高性能和人工智能結合起來了。”他認為，這對中國超算而言是個挑戰，“目前我們做的處理器里面缺少這方面的硬件。”
在2018年世界超算大會上，美國相關團隊展示了基于Summit超算的地震預測應用。何鐵寧介紹說，其地震整體部分的計算用的是傳統科學計算方法，而單點破壞嚴重的地方則使用了測量數據+推理相結合。“等于是將一個大問題的局部用了人工智能計算，整體則仍是傳統科學計算，二者合在一起把機器用到了完美。”
該應用摘得了2018年的“戈登貝爾獎”。何鐵寧說，這一應用最值得學習的地方是，如何把這兩種計算有機結合起來，并達到負載均衡的完全匹配。
針對越來越頻繁被提及的“超算云”概念，遲學斌解釋說：“超算云英文叫做HPC in Cloud，HPC還是HPC，只不過服務在云上面。簡而言之，就是用云服務的形式，為用戶提供高性能計算能力，只是服務形式不像以前那么單一。”
何鐵寧認為“超算云”是未來超算獲得更廣泛應用的一個機會，只不過概念上要搞清楚，“超算云其實是‘超算服務云’的縮寫，云化的是服務平臺，并非真正的超算。”
2019：E級、應用提升、綠色超算
展望2019年，遲學斌認為“討論最多的還將是E級計算這個事”，實現的途徑“無非是異構或眾核”，兩條路徑都可以通往E級。
“中國三臺E級原型機都已經在2018年研制成功并通過了驗收，2019年會繼續往下做。”何鐵寧說，在實現E級之后，中國有望短期內奪回全球超算TOP500的榜首。
另外，遲學斌認為，2019年中國超算將在軟件和應用方面繼續加強，相關投入也將逐漸增加。
“我估計2019年在應用和軟件這些軟實力的建設上會有更多投入，不然我們和發達國家的差距還會繼續拉大，只有在軟件上下一番功夫才可能進一步縮短差距。”遲學斌對《中國科學報》說，如果美國對軟件使用實施管控，可能將導致很多設備成為擺設。
“很多應用軟件不是一朝一夕可以做出來的，我們要持續投入。”遲學斌說。
盡管多年來屢屢被提及，“綠色超算”仍是遲學斌等人關注的重點。“總體上我們的處理器功耗還是最大的問題，如果能把功耗降下來，會節約很多成本。”
“功耗墻”其實正是E級計算的一大瓶頸。此前，國際超算領域的共識是，在實現百億億次超級計算機時，要將系統能耗控制在20兆瓦的合理范圍內，后來該數字被調整為30兆瓦。但就目前來看，要實現這一目標并非易事。
當然，降低能耗也有著顯著的商業價值。何鐵寧認為，為了降低能耗成本，把超算中心或者數據中心建設在能源資源豐富、電價較低的地區或將在2019年成為主流。在內蒙古的呼和浩特，電價低至0.26元/度，比京津地區便宜一半還多。
“地方政府也正在轉變觀念。從傳統的黑色能源（煤炭）輸運變成了向外輸運計算力，將節省不少中間環節。”何鐵寧說，中科曙光目前正在與呼和浩特等地區接洽，在當地建設計算中心。
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