回顾与展望：全球超算技术关键词

2018年超算领域的变化，给2019年乃至未来超算技术的发展，留下了哪些注脚？

E 级计算将是2019 年讨论热点。

■本报记者 赵广立

刚刚过去的2018年，全球超算领域发生了一些变化：美国凭借IBM研制的Summit高性能计算机重新夺回阔别5年之久的全球超算TOP500榜首；人工智能（AI）应用逐渐成为超算追逐的新目标；“超算云”被越来越频繁地提及……

2018年超算领域的这些变化，给2019年乃至未来超算技术的发展，留下了哪些注脚？

2018：异构、AI应用、超算云

中国国家高性能计算机工程技术研究中心副主任、中科曙光副总裁何铁宁注意到，2018年重夺全球超算TOP500榜首的Summit超算和排名第二的Sierra超算，都是典型的CPU+GPU的异构体系架构。他认为，这种异构结构已成为主流。

“部署在美国橡树岭国家实验室的Summit超算实测效率很高，超过70%，这可能在已有的异构系统里是最好的。”近日，中科院计算机网络信息副主任迟学斌在接受《中国科学报》采访时说，未来要发展E级计算（每秒百亿亿次），异构是重点，其他实现途径或许要让位于异构结构。

更让迟学斌感到触动的是，超算加速芯片对人工智能应用的适配。“英伟达公司推出的DGX-2，在支持人工智能算法特别是推理方面做得比较好，性能确实高，很好地将高性能和人工智能结合起来了。”他认为，这对中国超算而言是个挑战，“目前我们做的处理器里面缺少这方面的硬件。”

在2018年世界超算大会上，美国相关团队展示了基于Summit超算的地震预测应用。何铁宁介绍说，其地震整体部分的计算用的是传统科学计算方法，而单点破坏严重的地方则使用了测量数据+推理相结合。“等于是将一个大问题的局部用了人工智能计算，整体则仍是传统科学计算，二者合在一起把机器用到了完美。”

该应用摘得了2018年的“戈登贝尔奖”。何铁宁说，这一应用最值得学习的地方是，如何把这两种计算有机结合起来，并达到负载均衡的完全匹配。

针对越来越频繁被提及的“超算云”概念，迟学斌解释说：“超算云英文叫做HPC in Cloud，HPC还是HPC，只不过服务在云上面。简而言之，就是用云服务的形式，为用户提供高性能计算能力，只是服务形式不像以前那么单一。”

何铁宁认为“超算云”是未来超算获得更广泛应用的一个机会，只不过概念上要搞清楚，“超算云其实是‘超算服务云’的缩写，云化的是服务平台，并非真正的超算。”

2019：E级、应用提升、绿色超算

展望2019年，迟学斌认为“讨论最多的还将是E级计算这个事”，实现的途径“无非是异构或众核”，两条路径都可以通往E级。

“中国三台E级原型机都已经在2018年研制成功并通过了验收，2019年会继续往下做。”何铁宁说，在实现E级之后，中国有望短期内夺回全球超算TOP500的榜首。

另外，迟学斌认为，2019年中国超算将在软件和应用方面继续加强，相关投入也将逐渐增加。

“我估计2019年在应用和软件这些软实力的建设上会有更多投入，不然我们和发达国家的差距还会继续拉大，只有在软件上下一番功夫才可能进一步缩短差距。”迟学斌对《中国科学报》说，如果美国对软件使用实施管控，可能将导致很多设备成为摆设。

“很多应用软件不是一朝一夕可以做出来的，我们要持续投入。”迟学斌说。

尽管多年来屡屡被提及，“绿色超算”仍是迟学斌等人关注的重点。“总体上我们的处理器功耗还是最大的问题，如果能把功耗降下来，会节约很多成本。”

“功耗墙”其实正是E级计算的一大瓶颈。此前，国际超算领域的共识是，在实现百亿亿次超级计算机时，要将系统能耗控制在20兆瓦的合理范围内，后来该数字被调整为30兆瓦。但就目前来看，要实现这一目标并非易事。

当然，降低能耗也有着显著的商业价值。何铁宁认为，为了降低能耗成本，把超算中心或者数据中心建设在能源资源丰富、电价较低的地区或将在2019年成为主流。在内蒙古的呼和浩特，电价低至0.26元/度，比京津地区便宜一半还多。

“地方政府也正在转变观念。从传统的黑色能源（煤炭）输运变成了向外输运计算力，将节省不少中间环节。”何铁宁说，中科曙光目前正在与呼和浩特等地区接洽，在当地建设计算中心。