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中国的超级计算机都在做哪些工作?

2019-11-07数码

分成两个部分,一个是研制超算做了什么,一个是超算应用解决什么。

研究超算:

(1)处理器。神威,天河,计算所都试图在处理器上进行突破。TOP中,神威,天河的处理器都有一些的不俗的表现,但是与日本,美国相比还有很大的努力空间。毕竟处理器是超算的核心之一。期待龙芯自主架构芯片在TOP中的表现。突破处理器性能,降低功耗是处理器竞争的关键。

(2)高速互联芯片。把数百万数千万的处理器链接在一起,需要高速互联,而传统超算的高速互联都是以国外的高速交换机为主的,华为正在突破,计算所也在突破。特斯拉已经突破超过百万处理器模组任意互联的架构,这就是未来高速互联新的方向之一。但是高速互联芯片也对中国是半导体技术的挑战之一。只有突破才有机会占在HPC的真正的前沿。

(3)海量存储计算结构。传统的超算还是以处理器,内存,通过IO接磁盘存储的模式。传统内存受处理器地址总线长度限制,所以内存是以地址总线为最大寻址空间的。但是很多计算需要实时大数据量,所以国外开始研究存算一体的问题,就是每个处理器的寻址空间管理内存,再把海量的处理器管理起来利用内存参与计算,比如美国线性加速器研究3000个处理器,满负荷内存,如何管理参与计算的问题。因为IO速度慢,很多实时大数据的计算需要突破。所以存算一体的结构需要研究。这个方面国内报道很少。

(4)超算通用,适配不同的专用处理器满足不同的应用需求。传统超算以计算为核心,自然语言处理,图像处理,推理处理等需要利用专用处理器进行加速,这就需要超算通过互联与这些异类处理器结合起来。例如计算所的异构互联已经取得突破。

(5)谷歌研究的张量处理器(TPU)是面向AI的另一类高性能计算机的研究方向。在我国还未见报道。研究张量网计算已经有突破。

超算应用解决了什么,可以进行百度检索,非常多的高性能计算机应用案例,高性能计算解决了我国很多科学,工程,医学,技术问题。这里不再举例。