te
览潮网> 原创> 超级计算机中美争雄,是要算出宇宙的终极意义吗?

超级计算机中美争雄,是要算出宇宙的终极意义吗?

览潮网6月24日讯(记者  唐刚)第三十四届国际超级计算大会在法兰克福举行,以联想、浪潮、中科曙光和华为为代表的中国企业,携最新、最尖端的软硬件技术及产品在超算大会上亮了相。

此次,中国“超算三强”——联想、浪潮、中科曙光,分别以173台、71台和63台超算制造的成绩,包揽全球超算商的前三名。

而华为公司则展出了自主研发的芯片实物,同时还带来了三大计算平台和基于自主研发芯片的创新高性能计算解决方案。包括基于昇腾AI芯片的Atlas计算平台加速AI应用场景,基于鲲鹏处理器的TaiShan计算平台加速仿存密集型应用场景。

市场研究公司HyperionResearch预测,到2023年,全球超算市场规模将从2018年的270亿美元增长至440亿美元。

超算TOP500出炉

据人民日报报道,6月17日至20日,第三十四届国际超级计算大会(超算大会)在德国法兰克福会展中心举行。

会议期间,国际组织“TOP500”公布了最新一期全球超级计算机500强榜单。

美国能源部下属的橡树岭国家实验室及劳伦斯利弗莫尔国家实验室的“顶点”和“山脊”两台超级计算机蝉联冠亚军。中国的神威·太湖之光和天河二号紧随其后,继续名列第三和第四。

https://ss2.baidu.com/6ONYsjip0QIZ8tyhnq/it/u=1186283771,1082511060&fm=173&app=25&f=JPEG?w=640&h=426&s=AFF17B874A510ECC7E2CA4330300D0D3

“顶点”的计算能力此次进一步刷新到每秒14.86亿亿次,超过半年前每秒14.35亿亿次的榜单纪录。第二名“山脊”的记算能力也达到每秒9.464亿亿次。

“顶点”耗资约2亿美元,占地面积相当于两个网球场。

一年前,它在超算领域让美国再次登顶,美国欣喜若狂。美国媒体曾这样说过,它不仅是一个里程碑,也终于“改变了五年来中国超算占据第一的局面”。

此次,分获三四名的中国超算“神威·太湖之光”和“天河二号”,最高浮点数分别为93.0146PFlops和61.4445PFlops,即计算能力分别为9.30亿亿次和6.14亿亿次。他们先前曾一共四次分列年度冠亚军。

据了解,国际超算大会已有着26年历史。

这一次,所有的超级计算机全部性能都超过了1pFlops(美妙一万亿次浮点运算),这在历史上还是首次。在榜单上,第500名也达到了1.022次。它来自中国联想,采用了 Intel 至强 E5-2630 v4 10 核心处理器,总计 5 万个核心,搭配 750TB 内存。

总之,在计算能力,美国方面处于优势,占前500强总容量的38.4%,仅前两位即占了15.6%,中国为29.9%。

在国家排名上:中国以219台超算继续领先,美国116台居第二,其次是日本29台,法国19台,英国17台,德国14台。

在制造商排名上,中国联想173台居首,其次是浪潮第71台,中科曙光63台,垄断前三名。

联想本次上榜超算数量较2018年11月榜单增加33台,继2018年6月榜单之后第二次蝉联制造商第一名。

超级计算机有啥用

超级计算机有什么用呢?是要算出宇宙的终极奥义吗?

曾经,在我们茫茫的宇宙中有一个超级文明,他们制造了一台名叫“深思”的超级计算机,来计算关于宇宙、生命和万物存在的终极答案(Answer to Life, the Universe, and Everything),并告诉深思,他们想要一个简单点的答案。

https://ss2.baidu.com/6ONYsjip0QIZ8tyhnq/it/u=2787038186,485218558&fm=173&app=49&f=JPEG?w=600&h=344&s=62A3DC4D3C13324D588C0C3C03004012

“深思”想了想,说:750万年后回到这里,我会告诉你们答案!

750万年后,这一天终于到来,人们欢欣鼓舞,成千上万来到超级计算机身边,等待答案的揭晓。

https://ss0.baidu.com/6ONWsjip0QIZ8tyhnq/it/u=3522883710,3132666971&fm=173&app=49&f=JPEG?w=600&h=313&s=B0985F951011026F581A752703003048

“42。”深思给出了答案。

但这个答案把所有人弄懵了,继续追问。深思有点不耐烦了,为了打发提问的人,承诺设计和制造另外一台计算机,来计算他们想要的答案,而这台计算机正是“地球”!

https://ss2.baidu.com/6ONYsjip0QIZ8tyhnq/it/u=2385875279,1765589728&fm=173&app=49&f=JPEG?w=600&h=304&s=7A1A0DC114E189454225EC8B0300A0D2

1000万年后,主角无意来到深思面前,又问,深思说,他这些年都在看电视,没时间算。而地球有答案,还有5分钟可以出结果了。

https://ss0.baidu.com/6ONWsjip0QIZ8tyhnq/it/u=4223639382,3041782041&fm=173&app=49&f=JPEG?w=600&h=348&s=D313568C4A3140987A82F445030030B9

不想“地球”却被拆除了!因为挡在了预定要兴建的星际间高速公路的路线上,给Vogons给毁灭了。

当然,这只是一部奇幻电影,叫《银河系漫游指南》,改编自英国作家道格拉斯•亚当斯的同名科幻小说,导演加斯·詹宁,2005年上映。

不过,超级计算机的用途,对所有的国家的确意义重大。

我们知道,世界上第一台通用计算机“ENIAC”于1946年在美国宾夕法尼亚大学诞生。发明人是美国人莫克利(JohnW.Mauchly)和艾克特(J.PresperEckert)。

美国国防部用它来进行弹道计算。它是一个庞然大物,用了18000个电子管,占地170平方米,重达30吨,耗电功率约150千瓦,每秒钟可进行5000次运算,这在现在看来微不足道,但在当时却是破天荒的。

负责建造ENIAC 硬件的女工程师们

大家都知道π,它代表的是圆周率,也就是圆的周长与直径之比。π是个常数,无限不循环,是个无理数。

关于π最早的文字记载来自公元前2000年前后的古巴比伦人,它们认为π=3.125,而古埃及人使用π=3.1605。

中国古籍里记载有“圆径一而周三”,即π=3,这也是《圣经》旧约中所记载的π值。

计算圆周率(π),中国的古代科学家祖冲之利用算筹,耗费15年心血,才把圆周率计算到小数点后7位数。

一千多年后,英国人谢克斯以毕生精力计算圆周率,才计算到小数点后707位。而使用ENIAC进行计算,仅用了40秒就达到了这个记录,并且发现谢克斯的计算中,从第528位开始出错。

电子计算机出现后,人们开始利用它来计算圆周率π的数值,从此,π的数值长度以惊人的速度扩展着:1949年算至小数点后2037位,1973年算至100万位,1983年算至1000万位,1987年算至1亿位,2002年算至1万亿位,至2011年,已算至小数点后10万亿位。

2013年,前雅虎公司研究人员尼古拉斯•斯泽借助谷歌公司的新算法和云计算技术,在其公司的1000台计算机上花费了23天时间算至π的小数点后2千万亿位。

中国超算的发展

《纽约时报》曾长篇介绍“顶点”的性能”:“你需要63亿年才能完成这部超级计算机一秒钟就可以做的事。”

美国橡树国家实验室直言不讳,“超级计算机领域的领导地位和国家安全的影响有直接关联。每个国家都认识到,成为这个领域的领军人物对下游产生影响。”

中国超算的发展可以追溯到上个世纪七八十年代。

从1983年以来,中国的超算一共出现了5大系,分别为银河系列、天河系列、曙光系列、神威系列、深腾系列。但由于基础薄弱起步较晚,一直不算超算强国。

直到2010年 “天河一号”拿下首个世界冠军后,才开始在这一领域爆发,并一度让美国很不服气。

国家超级计算无锡中心副主任、清华大学副教授付昊桓说,超级计算已同理论研究和科学实验一起成为人类探索未知世界的三大科学手段,被称为支撑科学发现的第三个支柱。

目前超算在中国的应用领域涉及天气气候、航空航天、先进制造、新材料等众多方面,尤其在工程技术领域。而中国在人工智能领域也已经进入到第一梯队。

专家说,天气预报、风洞实验、航空航天,都需要具有更快处理数据能力的超级计算机。

譬如,1983研制的第一台银河超级计算机,就让中国成为世界上少数能发布5-7天天气预报的国家,也是发展中国家的NO.1。

国家超级计算无锡中心副主任、清华大学副教授付昊桓曾说过,超级计算已同理论研究和科学实验一起成为人类探索未知世界的三大科学手段,被称为支撑科学发现的第三个支柱。

科学家表示,有效使用超级计算机,可在更短时间内完成重大研究。超级计算机能算天、算地、算人……没错,甚至还能算命。

一、算天:风中哪朵雨做的云?

气象台的天气预报准度一直在提升,这背后其实都是超级计算机的功劳。

“下不下雨关键看云层运动,在没有超算之前,观测云层的精度是按照经纬度。有了超算之后,就可对云层运动进行精确模拟与观测。”北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院王兰宁教授说。

“如果能够盯着每一朵云,天气预报就将万无一失。”王兰宁说,当然,这还需要更强的超算能力支撑。

二、算地:既能找飞机,也能抓偷排

当年 寻找MH370,是世界科技角力的战场。大量的卫星雷达集中对准南印度洋,当这些高科技眼睛采集到信息后,一个必经的环节是数据处理,担当这一环节的角色即是超级计算机。

除了找飞机,还有更多接地气的事情倚仗超级计算机来解决。

建一栋楼对周边的环境到底有什么影响?如何建设风道便于污染物扩散?中科院深圳先进技术研究院正在国家超算无锡中心进行的一项课题,就是深圳市污染物扩散的模拟。通过超算模拟,可以根据目前污染物的情况,计算出未来一段时间的大气污染物浓度和分布,进行空气质量预报。从预报结果还可以计算出哪些污染源“贡献”最大,了解污染的来龙去脉,为污染防控提供决策指导。

算人:医疗应用前景广

利用超级计算机,选取一名真人扫描其血管系统,通过3D建模技术建立动脉系统模型,成功地再现了整个人体的动脉系统。任何直径或宽度在1毫米以上的动脉血管都会出现在模型中,而且模型的分辨率达到了9微米。

过去,对一个可能发生脑梗塞病人,医院难以判断是否要进行支架手术,一般都会通过从大腿动脉处放进测压导丝进行测量,这种方式既危险又痛苦。如今,经过模拟计算,只要血流储备分数如果小于0.8,就要做手术。

算命?算你和他人有什么不同

你对自己了解多少?好奇自己究竟是什么样的人?超级计算机,在我们认识自己方面也能派上用场。

该功能的正式名称叫“个性特征服务”。美国的IBM超级计算机“沃森”曾通过对每个人2300条最新社交网络推文的解读,应用语言学分析方法归纳总结你的社交特性,然后将你与其他几十万甚至数百万用户进行比较,从而勾勒出你与众不同的个性。

0

一周热门