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中國的超級電腦都在做哪些工作?

2019-11-07數碼

分成兩個部份,一個是研制超算做了什麽,一個是超算套用解決什麽。

研究超算:

(1)處理器。神威,天河,計算所都試圖在處理器上進行突破。TOP中,神威,天河的處理器都有一些的不俗的表現,但是與日本,美國相比還有很大的努力空間。畢竟處理器是超算的核心之一。期待龍芯自主架構芯片在TOP中的表現。突破處理器效能,降低功耗是處理器競爭的關鍵。

(2)高速互聯芯片。把數百萬數千萬的處理器連結在一起,需要高速互聯,而傳統超算的高速互聯都是以國外的高速交換機為主的,華為正在突破,計算所也在突破。特斯拉已經突破超過百萬處理器模組任意互聯的架構,這就是未來高速互聯新的方向之一。但是高速互聯芯片也對中國是半導體技術的挑戰之一。只有突破才有機會占在HPC的真正的前沿。

(3)海量儲存計算結構。傳統的超算還是以處理器,記憶體,透過IO接磁盤儲存的模式。傳統記憶體受處理器地址總線長度限制,所以記憶體是以地址總線為最大尋址空間的。但是很多計算需要即時大數據量,所以國外開始研究存算一體的問題,就是每個處理器的尋址空間管理記憶體,再把海量的處理器管理起來利用記憶體參與計算,比如美國線性加速器研究3000個處理器,滿負荷記憶體,如何管理參與計算的問題。因為IO速度慢,很多即時大數據的計算需要突破。所以存算一體的結構需要研究。這個方面國內報道很少。

(4)超算通用,適配不同的專用處理器滿足不同的套用需求。傳統超算以計算為核心,自然語言處理,影像處理,推理處理等需要利用專用處理器進行加速,這就需要超算透過互聯與這些異類處理器結合起來。例如計算所的異構互聯已經取得突破。

(5)谷歌研究的張量處理器(TPU)是面向AI的另一類高效能電腦的研究方向。在中國還未見報道。研究張量網計算已經有突破。

超算套用解決了什麽,可以進行百度檢索,非常多的高效能電腦套用案例,高效能計算解決了中國很多科學,工程,醫學,技術問題。這裏不再舉例。