雷鋒網(wǎng)消息，Intel今天宣布，它將和Cray公司一起為美國(guó)能源部的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建造第一臺(tái)性能為1 ExaFlops的超級(jí)計(jì)算機(jī)，即每秒可執(zhí)行百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，比目前的最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit快5倍以上，預(yù)計(jì)2021年交付。

Intel表示，這臺(tái)價(jià)值5億美元的超級(jí)計(jì)算機(jī)名為Aurora，專門為傳統(tǒng)的高性能計(jì)算和人工智能設(shè)計(jì)，它的研制和使用將顯著推進(jìn)科學(xué)研究和發(fā)現(xiàn)。

實(shí)際上，這臺(tái)Aurora已經(jīng)是升級(jí)過(guò)的第二版方案，此前Intel原計(jì)劃于2018年在阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室部署一臺(tái)基于第三代Knights Hill Xeon Phi協(xié)處理器的超級(jí)計(jì)算機(jī)，峰值性能約180 PetaFlops（每秒18億億次），但在中國(guó)宣布計(jì)劃2020年前建立百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)后，感受到來(lái)自東方神秘力量的Intel放棄了這一計(jì)劃，將設(shè)計(jì)目標(biāo)也提升至對(duì)位的百億億次級(jí)。

Aurora是能源部百億億級(jí)計(jì)算項(xiàng)目的產(chǎn)物，該項(xiàng)目是PathForward長(zhǎng)期計(jì)劃中的一項(xiàng)撥款計(jì)劃，旨在加速在美國(guó)開發(fā)百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研究。從2017年開始，該項(xiàng)目在三年的合同期內(nèi)分配了近2.58億美元的資金，除Intel之外，AMD、Cray、HPE，IBM和NVIDIA等公司均被要求提供至少40％項(xiàng)目總成本的補(bǔ)充融資。

據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，自NVIDIA DGX2公布后，高性能計(jì)算界開始從純粹追求高性能，轉(zhuǎn)變?yōu)榕cAI尋求更好的結(jié)合，美國(guó)的Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)也不例外。隨著Summit重新奪回了中國(guó)占據(jù)多年的TOP500第一名，讓采用CPU+GPU這種異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)的超級(jí)計(jì)算機(jī)成為了絕對(duì)主流。

中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心副主任研究員遲學(xué)斌曾提到，Summit這臺(tái)機(jī)器讓人印象特別深刻的一點(diǎn)是它的實(shí)測(cè)效率高達(dá)70%以上，這在已有的異構(gòu)系統(tǒng)里應(yīng)該是最高的一臺(tái)。要發(fā)展更高的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)的話，其他途徑很難實(shí)現(xiàn)，只能使用異構(gòu)體系結(jié)構(gòu)。

Aurora的設(shè)計(jì)計(jì)劃自然將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這一體系，其核心是Intel下一代至強(qiáng)處理器、下一代Xe GPU以及下一代傲騰存儲(chǔ)器的搭配，將采用Cray公司的Shasta超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)及其Slingshot高性能互連，并完全支持Intel的One API開發(fā)工具，可將計(jì)算引擎映射到各種CPU、GPU、FPGA以及其他加速器。

阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任Paul Kearns表示，能源部、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Intel和Cray公司等行業(yè)合作伙伴的合作，對(duì)國(guó)家具有巨大的科學(xué)效益。Aurora專為下一代人工智能而設(shè)計(jì)，通過(guò)結(jié)合高性能計(jì)算和人工智能，來(lái)解決諸如預(yù)測(cè)極端天氣、大腦仿真、開發(fā)新材料等實(shí)際問(wèn)題，從而加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步了解宇宙。

雷鋒網(wǎng)同時(shí)了解到，美國(guó)最近的大手筆不止Aurora一個(gè)。此前，美國(guó)能源部向IBM、NVIDIA等公司提供了4.25億美元的聯(lián)邦資金，用于建造兩臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)：一臺(tái)位于能源部的橡樹嶺，另一臺(tái)位于勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)TOP500超級(jí)計(jì)算機(jī)性能排名，位于橡樹嶺的超級(jí)計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)143~200 PetaFlops 的峰值性能，而位于勞倫斯利弗莫爾的紅杉超級(jí)計(jì)算機(jī)峰值性能約為20 PetaFlops。

然而，即便Intel和Cray實(shí)現(xiàn)自己的承諾，將Aurora打造成為美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)皇冠頂上的寶石，但它很可能仍然不是下一代超級(jí)計(jì)算機(jī)中最強(qiáng)大的一臺(tái)。據(jù)悉，位于北京的中科院計(jì)算所（曙光超級(jí)計(jì)算機(jī)）、天津的國(guó)防科大超級(jí)計(jì)算機(jī)中心（天河超級(jí)計(jì)算機(jī)），以及濟(jì)南的超級(jí)計(jì)算機(jī)濟(jì)南中心（神威超級(jí)計(jì)算機(jī)）三個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前正在積極競(jìng)爭(zhēng)，要在未來(lái)7個(gè)月內(nèi)建造百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。

此外，日本的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)“后京”也計(jì)劃于2020年完成部署，雖晚于中國(guó)但也要早于Aurora。多方圍剿之下，預(yù)計(jì)2021年完成部署的Aurora很有可能面臨的是后發(fā)后至的局面。（要不然你再回爐一次？）

如今的超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)成為中國(guó)和美國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)舞臺(tái)。目前世界上最快的10臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)中有五臺(tái)在美國(guó)，其中Summit和Sierra均基于IBM最新的Power9處理器和NVIDIA Volta GV100加速卡打造，峰值性能分別為200 PetaFlops和126 PetaFlops，將占據(jù)HPC TOP500榜首多年的中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)神威太湖之光擠到了第三位。除此之外，其他三臺(tái)還包括第六名的Trinity、第九名的Titan和第十名的Sequoia。

TOP500榜單目前的前十名

位于中國(guó)無(wú)錫國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心的神威太湖之光是目前我國(guó)最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)，基于自主研發(fā)的申威SW26010處理器，峰值性能125 PetaFlops，曾在2015~2017年蟬聯(lián)TOP500冠軍。緊隨神威太湖之光之后的是排名第四的天河2A，峰值性能100 PetaFlops。

在兩年前的TOP500排名中，中國(guó)以202臺(tái)的超級(jí)計(jì)算機(jī)數(shù)量首次超過(guò)美國(guó)的143臺(tái)，且這一趨勢(shì)在隨后的一年里還有所加速。至2018年秋季 TOP500出爐時(shí)，中國(guó)上榜的超級(jí)計(jì)算機(jī)總數(shù)再次攀升到229臺(tái)，而美國(guó)則進(jìn)一步下降到108臺(tái)。

不過(guò)，中國(guó)雖然在高性能計(jì)算領(lǐng)域的硬件上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超車，但在軟件和應(yīng)用層面上一直與國(guó)外有不小的差距，且這種差距并非依靠資金投入便能實(shí)現(xiàn)追趕，而是要持續(xù)不斷的慢慢積淀。

以目前的最強(qiáng)超算Summit為例，剛剛投入使用后不久，在去年的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上便已有一些非常完美的應(yīng)用展示了出來(lái)，例如由美國(guó)加州理工大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，使用傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)算和AI計(jì)算相結(jié)合來(lái)預(yù)測(cè)地震的應(yīng)用，整體計(jì)算使用了傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)算中的有限元，而在單點(diǎn)破壞嚴(yán)重的地方則使用了測(cè)量數(shù)據(jù)加AI推理，兩者結(jié)合之下將Summit這臺(tái)機(jī)器應(yīng)用到了完美，并據(jù)此得到了戈登·貝爾獎(jiǎng)。

中科曙光副總裁何鐵寧在參觀了這些展示后表示，這些應(yīng)用最值得學(xué)習(xí)的地方是如何讓傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)算和AI計(jì)算這兩者有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)比較完美的負(fù)載均衡完全匹配。

據(jù)悉，國(guó)內(nèi)幾大超級(jí)計(jì)算中心現(xiàn)在也正向這一模式靠攏，在軟件上的投入逐漸增加，努力完善生態(tài)體系。今年將會(huì)有更多的投入在生態(tài)建設(shè)上，讓即將到來(lái)的三大百億億次級(jí)超算發(fā)揮出更強(qiáng)大的威力。

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