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【新智元導(dǎo)讀】日本核融合科學(xué)研究所公布了其最新超級(jí)計(jì)算機(jī)「雷神」，每秒鐘1京500兆次運(yùn)算，未來(lái)主要應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)模擬計(jì)算核融合必須的等離子現(xiàn)象。
近日，日本核融合科學(xué)研究所公布了其最新超級(jí)計(jì)算機(jī)「等離子模擬器 雷神」。雷神可以實(shí)現(xiàn)每秒鐘1京500兆（1億億500萬(wàn)億）次運(yùn)算，未來(lái)將主要應(yīng)用于模擬計(jì)算核融合必須的等離子現(xiàn)象。? ? ? ?
雷神一名來(lái)源于公開(kāi)募名。雷神（Raijin）是指日本私人信仰中負(fù)責(zé)閃電的神，是古代東方藝術(shù)的主題的象征。據(jù)稱(chēng)，雷神矢量式超級(jí)計(jì)算機(jī)已于7月29日開(kāi)始運(yùn)行，通過(guò)連接540臺(tái)NEC SX-Aurora TSUBASA A412-8，具有5 Petaflops的計(jì)算性能，每秒可計(jì)算1京500兆（1億億500萬(wàn)億）次運(yùn)算。不過(guò)日本新發(fā)布的雷神并非該國(guó)運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)，實(shí)際上距離目前世界最快的超算、日本的 Fugaku (富岳) 超級(jí)計(jì)算機(jī)尚有很大距離，F(xiàn)ugaku超級(jí)計(jì)算機(jī)最快可以每秒達(dá)到41.55億億次的運(yùn)算速度，預(yù)計(jì)在明年開(kāi)始啟用。? ? ? ?
在6月份最新的TOP500超算排名中，使用48核ARM芯片的日本Fugaku超算位列世界第一。曾在2011年的時(shí)候，日本憑借K超級(jí)計(jì)算機(jī)拿下了TOP500冠軍，是世界上第一臺(tái)每秒執(zhí)行10萬(wàn)億次運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)，使用的是日本富士通研發(fā)的SPARC64處理器。去年，K超算退役。Fugaku超算由日本理化研究所聯(lián)合富士通打造，此前的代號(hào)叫Post-K，也就是京超算后一代的意思，最終以富士山的名字正式命名為Fugaku，共約有400臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。
? ? ??值得注意的是這臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)竟然是基于ARM架構(gòu)的，這也是 TOP500 排行榜里首個(gè)采用ARM芯片的超級(jí)計(jì)算機(jī)。除此之外，F(xiàn)ugaku還在注重超算應(yīng)用性能的基準(zhǔn)測(cè)試HPCG和人工智能超算性能Linpack基準(zhǔn)測(cè)試HPL-AI中排名第一。Fugaku超算的浮點(diǎn)部分是與ARM合作的SVE指令擴(kuò)展，使用了512bit浮點(diǎn)運(yùn)算單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用48核+4輔助核，IO及計(jì)算節(jié)點(diǎn)則是48核+4輔助核結(jié)構(gòu)。? ? ? ?
性能最好的Fugaku超級(jí)計(jì)算機(jī)在此次Green500上排名第九，每瓦能進(jìn)行14.67 gigaflops 運(yùn)算。它的功率效率僅次于Summit的14.72 gigaflops/watt。而目前Fugaku超算的性能還不是完整版，后續(xù)還會(huì)繼續(xù)升級(jí)到1000PFLOPS，也就是百億億次，最終要在2021年左右投入使用。據(jù)理化研究所稱(chēng)，除了運(yùn)算速度，F(xiàn)ugaku在其他三個(gè)部門(mén)也是第一，成為全球首個(gè)獲得「四項(xiàng)冠軍」。其他三個(gè)部門(mén)是產(chǎn)業(yè)方面利用較多的計(jì)算手法性能，用于AI領(lǐng)域的計(jì)算性能，以及成為大數(shù)據(jù)解析指標(biāo)的解析性能。
為何各國(guó)要以舉國(guó)之力研制新超算？誰(shuí)占據(jù)了算力的制高點(diǎn)，誰(shuí)就有了領(lǐng)先社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，領(lǐng)銜世界首位的超級(jí)計(jì)算機(jī)就顯得至關(guān)重要。發(fā)展至今，超算已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在石油勘探、海洋環(huán)境、航空航天、人工智能、深度學(xué)習(xí)、生物醫(yī)藥、基因工程、數(shù)據(jù)挖掘、金融分析、公共服務(wù)等等領(lǐng)域，發(fā)展超算已然成為各國(guó)在科技方面綜合國(guó)力的體現(xiàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，超算的運(yùn)算速度也在不斷地刷新。2011年，日本京（K）超算第一次突破了每秒一億億次，超越了2010年排名第一的中國(guó)超算天河一號(hào)。2013年，中國(guó)的天河二號(hào)以每秒5.49億億次的峰值計(jì)算速度成為世界最快超算。2016年中國(guó)研制的神威·太湖之光，成為世界第一臺(tái)運(yùn)算速度超十億億次的超算。2018年美國(guó)IBM的Summit以峰值計(jì)算速度達(dá)到每秒18.77億億次穩(wěn)居榜單首位。再到今年登頂?shù)娜毡境鉌ugaku，以每秒達(dá)到41.55億億次的運(yùn)算速度。? ? ? ?
圖源：日經(jīng)中文網(wǎng)由此可見(jiàn)，美日中三國(guó)的超算研制同處于世界領(lǐng)先水平，并形成了交替領(lǐng)先的格局。
中國(guó)超算如何實(shí)現(xiàn)突破在今年TOP500的超算排名中，中國(guó)的兩臺(tái)超算神威·太湖之光和天河二號(hào)分別位居第4第5位。從近兩年美國(guó)的Summit和Sierra超過(guò)了太湖之光，到如今的日本超算Fugaku登頂，似乎中國(guó)的實(shí)力又變?nèi)趿恕?/span>來(lái)源：日經(jīng)中文網(wǎng)
曾經(jīng)包攬冠軍、亞軍的太湖之光、天河二號(hào)至今依然處于停更的狀態(tài)。而今年的美國(guó)Sierra進(jìn)行了更新，其Rmax從此前的71610TFlop/s提升至94640TFlop/s，Rpeak則從119193.6TFlop/s提升至125712TFlop/s，提升了效率，擠掉排名在前的太湖之光。? ? ? ?
從排行榜來(lái)看，美國(guó)和日本還是處于領(lǐng)先地位。中國(guó)國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心(NRCPC)開(kāi)發(fā)的神威·太湖之光由 Sunway 260核 SW26010處理器提供動(dòng)力。中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)開(kāi)發(fā)的天河二號(hào)采用 Intel 至強(qiáng) CPU 和定制的 Matrix-2000 協(xié)處理器的混合架構(gòu)，HPL性能為61.4petaflop，目前部署在中國(guó)廣州的國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)中心。? ? ? ?
芯片是一個(gè)關(guān)鍵因素，如果超算用了多個(gè)芯片，可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，并行計(jì)算。但超算是綜合技術(shù)實(shí)力的考量，所以芯片并非是唯一的關(guān)鍵因素。國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心副主任的付昊桓曾表示，「自主可控的全新硬件架構(gòu)是神威·太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一，但與x86處理器截然不同的硬件特性，對(duì)軟件生態(tài)建設(shè)也有特殊的要求」。與超算硬件相對(duì)獨(dú)立的階梯式發(fā)展不同，應(yīng)用軟件的發(fā)展需要長(zhǎng)期的積累。目前， 超算早已成為了大國(guó)角力的擂臺(tái)，從日本、美國(guó)處于領(lǐng)先地位來(lái)看，中國(guó)超算依然還有很長(zhǎng)的一段路要走。
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https://www.cnbeta.com/articles/tech/1022393.htm
