中国的太湖之光与美国的峰会。
超级计算与我们有关吗? 2019年6月8日,美国能源部橡树岭国家实验室宣布建造出世界上最快的超级计算机,名为“Summit”。
Vertex的出现取代了此前在超级计算机排行榜上排名第一的中国神威·太湖之光。
估计很多人看到这样的新闻和排名都会和之前小编一样,感到“冷漠”。
首先,他们觉得超级计算离我们的生活太遥远,太高端。
其次,你觉得这个排名有那么重要吗?即使中国排名第一,会发生什么变化?能否改变中国芯片落后的现实?超级计算的“超”在哪里?很多人想当然地认为超级计算机的计算速度这么快,比个人电脑快数千倍?这是因为超级计算机使用的芯片比个人计算机芯片快数千倍。
事实上,情况并非如此。
世界上还没有这样的芯片。
实际的做法是,超级计算使用很多芯片同时执行任务,单个芯片的性能与个人电脑芯片相似。
用科学术语来说,这称为“并行计算”,这是高性能计算的基本思想。
那是不是说使用n个芯片就意味着计算速度是单芯片的n倍呢?当然不是。
事实上,为了让多个芯片同时工作,首先必须将它们划分为任务。
这个任务划分需要时间。
然后,每个芯片开始计算后,需要时不时地与其他芯片交换数据。
这种数据通信也需要时间。
因此,计算速度的增长始终低于芯片数量的增长。
超级计算机的速度与单片机速度的比值称为加速比,加速比总是低于芯片数量。
当芯片较多时,任务划分和数据通信都会成为瓶颈因素。
这些负担的增加会抵消增加芯片带来的好处,因此加速比会达到饱和而不再增加。
可见芯片越多越好。
一台超级计算机能容纳多少芯片并不取决于有多少钱可以购买芯片,而是取决于系统架构。
所以,芯片和超算架构才是核心技术!值得一提的是,神威·太湖之光所使用的芯片是中国生产的“神威0”众核处理器。
该众核处理器采用64位独立Sunway指令系统。
超级计算有什么用?既然超级计算这么强大,那么它有什么用呢?与我们的生活有何联系?超级计算的用途非常广泛,因为有很多领域可以通过计算来模拟。
以空气动力学为例,它对于飞机和汽车的设计都至关重要。
大家都知道飞机和汽车需要风洞,超算模拟就相当于吹了一个数值风洞。
另一个例子是天气预报。
你想知道飓风的轨迹吗?超级计算机会告诉你。
另一个例子是宇宙的演化。
你想知道银河系是如何变成现在这个样子以及未来会是什么样子吗?超级计算机告诉你。
有一个专业领域叫做理论和计算化学。
本学科的主要内容是利用计算来预测分子的结构和材料的性质。
那么超级计算的用处就更加明显了!在超级计算行业,有一个最高级的奖项叫戈登·贝尔奖,该奖项颁发给最杰出的高性能计算应用,每年颁发一次。
当然,赢得戈登贝尔奖的应用程序通常运行在最快的超级计算机上。
2018年和2018年,中国连续两次获得戈登贝尔奖。
获奖应用程序被称为“千万核可扩展大气动力学完全隐式模拟”和“非线性地震模拟”。
他们都用的是神威太湖。
光。
如何查看 太湖之光和峰会超级计算机“峰会”由一排排冰箱大小的黑色模块化单元组成,总重量达数吨。
该计算机由 IBM 作为总承包商设计和制造。
它使用 IBM Power9 处理器和 8 个 Nvidia Volta GPU 加速器。
它是第一台基于人工智能的超级计算机。
“至尊”的峰值浮点运算速度达到20亿千万亿次浮点运算(PFlops),性能超过我国“神威·太湖之光”(峰值浮点运算速度12.5亿PFlops)约60%。
现在,超级计算机竞赛正在迈向下一个里程碑:百亿亿次计算。
达到百亿亿次里程碑是中美之间日益激烈的技术领先竞争的一部分。
为了提高超级计算机的性能,世界各地致力于百亿亿次计算机操作系统的工程师正在使用并行性,这需要工程师将数千个芯片封装到数百万个称为“核心”的处理单元中。
在单位。
为了使这些计划成为现实,需要花费大量时间进行试验。
其实,美国此次夺冠,业内人士并不意外,因为这些研究项目都是公开的,几年前大家就都知道了。
中国也在开发下一代超级计算。
如果进展顺利,可能会在不久的将来重回第一的位置,并将超级计算速度从目前的每秒数十亿次提升到数百亿数量级。
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每秒执行数百亿次计算的超级计算机被称为E级超级计算机,这是解决全球关键问题的下一步。
超级计算就是这样一项技术性、实用性的技术,所以无论哪个国家取得进步,对全人类来说都是一件好事,值得认可。