下一代超算或比现世界冠军快八倍

中国自主研发的“太湖神威之光”超级计算机长期获得世界冠军，令国人兴奋不已。与“神威太湖之光”同属一个研究单位，又以“国货”为特色的国家超级计算济南中心，正在与国家并行计算机工程技术研究中心合作开发下一代“太湖之光”——神威E级原型。“预计2018年6月与中国人民见面，落户国家超级计算济南中心。”山东科学院计算中心副主任潘景山告诉《科技日报》记者。

作为世界上第一台运行速度超过每秒十亿次的超级计算机，“神威太湖之光”超级计算机的计算能力相当于一分钟200多万台普通计算机的计算能力，相当于72亿地球人。同时我用计算器计算了32年，没有间断。”但在潘景山看来，E级电脑的运算速度可以达到“神威太湖之光”的8倍以上——运算速度将达到每秒数十亿次。

能耗和应用仍然是两大问题

自“天河二号”首次登上世界最快超级计算机宝座以来，中国超级计算机在世界超级计算机500强名单中“九连冠”。

“从现代武器系统的发展到好莱坞特效的制作，超级计算已经成为理论和实验之外的第三种科学研究方法，体现了一个国家的科技综合实力。”中国计算机联合会高性能计算委员会秘书长、国家超级计算济南中心主任张云泉告诉《科技日报》记者，虽然中国的超级计算起步较晚，但从局部突破到全面技术领先，从奋力追赶到逐步超越，只用了15年时间。但是现有的超级计算能力显然无法满足中国巨大的市场需求。

2016年，国家启动3个“E级计算机原型系统”项目，国家“高性能计算”重点研发计划专家引进E级机引进“神威”、“天河”和“曙光”。三个超级团队互相竞争，通过赛马机制打造了中国独立的E级电脑“剑”

这三个项目组都有深厚的技术基础和丰富的超级计算机研发经验，每个研发单位都必须在存量的基础上有颠覆性的增量创新，才能有进一步的进步。

实现颠覆性的增量创新从来都不容易。潘景山认为，每个人在应对E级电脑时都需要克服两大难题:“如果利用现有技术开发E级电脑，能耗将达到每小时60 MW左右，几乎相当于一个中等规模的县城。耗电量太大。”“有人说中国超级计算机的性能和应用是‘十车道公路上行驶的车辆很少’，这有些夸张，但如何拓展应用的确是一个挑战。”

“九连冠”之后，要冷静，美国可能会触底

针对“中国超级计算”的不足，以国产化率为特色的神威E级原型做出了诸多举措。

2016年，国家超级计算济南中心和国家海洋局第一海洋研究所被批准为E级应用软件项目“海洋环境高性能数值模拟应用软件开发”。后续，双方与青岛海洋科学技术国家实验室深度合作，重点为山东省在华领先的海洋研究团队和业务部门提供大规模可扩展并行计算服务、大数据服务和智能计算服务，共同开发超大规模可扩展高效的海洋数值模型软件和海洋应用软件系统，为透明海洋、深海极地和蓝色生命、国家海洋战略等大型科学规划提供高效服务。

开发E级应用软件包含了中国超级计算机的“良苦用心”，也是“国货”超级计算的内在需求。长期以来，“中国超级计算”重“硬”轻“软”，基础并行环境、基础算法、高性能数学库、操作系统等高性能计算基础和应用软件发展滞后于计算机系统发展是不争的事实。

潘景山举了一个例子:超级计算解决一些问题，通常会用到模型、算法、数学库，但是现在常用的基础数学库大多还是国外的。他认为造成这种现象的原因有两个:一是前期重视不够，投入不足；第二，超常发展只是取得了部分突破，完全超越还需要时间。

在这个全球500强榜单中，美国很少被挤出前三。张云泉认为，这是美国超级计算发展的低潮，也可能是触底反弹的开始。他透露，2018年下半年，美国将开始推出新研发的“北极光”超级计算机，运算速度为180P。因此，从2018年到2020年，美国可能会重新夺回500强的头衔，甚至会连续几届夺冠。

"如果中国按计划建造一台E级超级计算机，我们将再次赢得冠军."潘景山说。