还要更快，下一代超算要比“太湖之光”快八倍

我国自主研发的“神威太湖之光”超级计算机长期以来获得了世界冠军，让中国人民欢欣鼓舞。国家超级计算济南中心与“神威太湖之光”共享同一个研究单元，也以“国产化率”为特征，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，“神威E级原型”预计将于2018年6月与中国人见面，位于国家超级计算济南中心。”山东科学院计算中心(济南国家超编中心)副主任潘景山告诉《科学日报》。

作为世界上第一台运行速度超过每秒10亿次的超级计算机，“神威太湖之光”超级计算机的计算能力“相当于一分钟内200多万台普通计算机的计算能力，地球上72亿人可以同时连续使用计算器32年。”然而，在潘景山看来，E级计算机的运行速度是“神威太湖之光”的八倍多——每秒数十亿次。

能耗和应用仍然是两个关键问题

自从“天河二号”首次登上世界最快超级计算机宝座以来，中国的超级计算机已经在世界500强超级计算机中“连续九次夺冠”。

“从现代武器系统开发和测试到好莱坞特效制作，超级计算是不可或缺的。超级计算已经成为继理论和实验之后的第三种科学研究方法。它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、济南国家超级计算中心主任张云泉告诉《科学日报》，尽管中国的超级计算起步较晚，但从局部突破到全面技术领先，从奋力追赶到逐步突破，只用了15年时间。然而，现有的超级计算能力显然不能满足中国巨大的市场需求。

2016年，国家将启动三个“电子级计算机原型系统”项目。国家“高性能计算”重点研发计划总体组专家表示，E级计算机的发展将引入“神威”(国家并行计算机工程技术研究中心)、“天河”(国防科技大学)和“曙光”(曙光公司)三支超级强队，通过赛马机制相互竞争，打造我们自己的E级计算机“利剑”。

这三个项目团队在超级计算机开发方面有着深厚的技术基础和丰富的开发经验，每个研究单位都必须在现有基础上进行突破性的增量创新，才能取得更大的进步。

实现突破性的渐进式创新一直很难。潘景山认为，解决E级计算机的关键问题需要每个人克服两个主要问题:“如果用现有技术开发E级计算机，能耗将达到每小时60兆瓦左右，几乎相当于一个中等规模的县的耗电量，而且能耗太大。”“有人说，超级计算在中国的性能和应用是‘很少车辆在10车道高速公路上行驶’，这有些夸张，但如何扩大应用确实是一个挑战。”

“九连冠”后冷静下来，美国可能会从谷底反弹。

以国产为特色的神威E级原型机已经针对“中国超编”应用能力不足的短板采取了多项措施。

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批准了电子级应用软件项目“海洋环境高性能数值模拟应用软件开发”。随后，双方与青岛海洋科技国家实验室深入合作，重点为山东省国内领先的海洋科研团队和业务部门提供大规模可扩展的并行计算服务、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等大型科学项目和国家海洋战略提供高效服务。

发电电子级应用软件包含了中国超级计算人员的“善意”，也是超级计算“国产性”的内在要求。长期以来，“中国超级计算”一直强调“硬”而不是“软”。高性能计算基础和应用软件，如基本并行环境、基本算法、高性能数学库和操作系统的发展滞后于计算机系统的发展，这是一个不争的事实。

潘景山举了一个例子:超级计算通常使用模型、算法和数学库来解决一些问题，但目前使用的大多数基础数学库都是国外的。他认为这种现象有两个原因:一是前期重视和投入不足；第二，非常规发展只取得了局部突破，全面超越还需要时间。

在全球500强中，美国很少被排除在前三名之外。张云全认为，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，在2018年下半年，美国将推出一种新开发的“北极光”超级计算机，速度为180便士(P是超级计算机的计算单位，意思是每秒1万亿次)。因此，从2018年到2020年，美国将重新获得500强冠军，甚至可能会有几个连续的冠军。

"如果中国按计划建造E级超级计算机，我们将再次赢得冠军."潘景山说。