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我先前不知道的世界第一——“天河二号” 精选

已有 11436 次阅读 2013-7-1 08:08 |个人分类:随笔|系统分类:观点评述

 

看到中国大量媒体关于中国超级计算机(中国国防科学技术大学研制的“天河二号”)运算速度重返世界之巅的报道,最初的反应是:哇塞,中国计算机人真不简单。但疑惑随之而生,依我对中国科技的粗略了解,中国在这一方面,好像缺乏这样雄厚的实力。于是,我查阅一些资料,哦,原来这一世界之最的基础元素”还是基于他人;虽然中国研发人员的架构能力一流,但是,即便这一点也不意味着就中国世界第一,因为中国的“天河二号”极高的运行条件(耗电量相当于5所高校总和)和能效不高也许正是他人所抛弃的。衡量计算机的价值,除了绝对速度,还有实际应用,这代表着超级计算机对大数据的吞吐和处理能力,还有单位能量下的运算能力。而后两者恰恰是许多人赖以自豪的“天河二号”的软肋。

  中国有着源远流长的好大喜功文化,有着长期闭塞环境里形成盲目自大的传统——如我少年时曾立志去拯救中国以外的生活在水深火热中的世界各族人民。简单笼统地说世界第一,虽然不能讲华而不实,但起码我们不必过于自矜,更不能借以欺骗那些不明真相的国民,让他们依然不知天高地厚不知今夕何夕地生活在我们还是世界的中心,还是天朝帝国的时代。

  中国人常说,知己知彼,方能百战不殆。既不知己,又不知彼,又奢谈什么中国梦呢?


《全球超级计算机500强榜单公布,“天河二号”勇夺第一中国超级计算机重返世界之巅》(《浙江日报》2013年06月18日00006版:天下·看时事)新华社华盛顿6月17日电 (记者 林小春) 时隔两年半后,中国超级计算机运算速度重返世界之巅。国际TOP500组织17日公布了最新全球超级计算机500强排行榜榜单,中国国防科学技术大学研制的“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,成为全球最快的超级计算机。相比之下,美国能源部下属橡树岭国家实验室的“泰坦”从上次第一名降至本次第二名,其运算速度为17.59千万亿次。专家们表示,由于“天河二号”的速度比第二名快近一倍,中国有可能保持桂冠至少一年时间。今后,全球最快超级计算机的位置将可能出现由中美日三国计算机交替把持的局面。排行榜主要编撰人之一、美国田纳西大学计算机学教授杰克·唐加拉现场核实了“天河二号”的运算速度。他在接受新华社记者采访时说,对“天河二号”印象“非常深刻”,它拥有超过300万个计算核心,而且互联网络、操作系统、前端处理器以及软件都是中国自主研发的。

 

国防科大研制的“飞腾-1500”构成了天河二号的服务阵列,约占全部CPU的八分之一。硬件系统的另一主要部分——计算阵列,则是由英特尔公司的至强CPU(Xeon)和至强融核(XeonPhi)协同处理器构建而成。(《我国超级计算机重夺世界第一》,京华时报2013-06-18第005版)

中国科学院官方网站转发新华网白瑞雪的《中国超级计算机再夺世界第一》在《京华时报》上述报道的后面还有这样的内容:“这一被称为“新型异构多态体系结构”的全新组合方式不仅大大提高了计算速度,也将天河二号的应用从科学工程计算拓展至大数据处理、信息服务等多个领域。同时用在这台机器上的,还有高速互连、新型层次式加速存储架构、容错设计与故障管理、高密度高精度结构工艺等国际领先的中国创新技术。”

以下资料来自腾讯网2013-06-30 第 2474 期““今日话题”中国超级计算机:速度第一难掩实用缺位

http://view.news.qq.com/zt2013/tianhe2/index.htm?pgv_ref=aio2012&ptlang=2052  

天河二号问鼎Top500榜单,是Linpack基准测试下的世界最快超级计算机。但超级计算机基准测试并非Linpack一种。德国举行的2013世界超算大会除了公布Top500榜单外,还公布了Graph 500榜单,而天河二号未能进入Graph500榜单的五强。Graph500是利用图论模拟超算在分析数据密集型应用时的性能,而 Top500跟踪的是超算的浮点运算能力。简单来说,Top500侧重于绝对速度的排名,而Graph500则更侧重于实际应用,代表着超级计算机对大数据的吞吐和处理能力。日本文部科学省的科学家也认为中国更加重视最高速度。与计算速度本身相比,在以易用性和耗电量等指标评价超级计算机的性能时,中国超级计算机的存在感仍然淡薄。

如果在Top500榜中查看国家类别统计,会注意到中国的超级计算机主要用户是ISP(互联网服务提供商Internet Service Provider),而美国的情况截然不同,它的超级计算机用户分布非常广泛,有能源,汽车,ISP,地理科学,核武器研究实验室等等。其实,用户的分布单一、民用化和商业化不足正是天河系列和整个中国的超级计算机行业都存在的问题。而在欧美,超级计算机的应用则要丰富的多,以下几个是欧美超级计算机在应用领域的明星案例IBM的超级计算机沃森曾经参加了知识问答节目并战胜人类,它还被送入大学深造以磨练学习能力,被花旗银行和医疗机构雇佣帮助金融决策和诊断。IBM蓝色基因超级计算机在欧盟十亿欧元的巨资资助下正在尝试复制人类意识。而就在今年4月,美国印第安纳大学日前获得了世界上第一台千万亿次级别大学专用资源超级计算机,首次将该级别超级计算机运用于民用领域,帮助学生和工作人员研究各个学科。

除了Top500Graph500,在超算领域还有一个评价效能的榜单的Green500,这个榜单更关注单位能量下的运算能力,目的是看看哪些超级计算机最划算。而在这个榜单上,天河并未入榜。天河耗资上亿美元,耗电量相当于5所高校总和,落户要先由当地供电局做出后勤保障。天河这种高速却不划算的超级计算机其实并不符合如今超级计算机的发展趋势,现代超级计算机不再仅仅只专注于性能,为了保持商业活力,它们必须注重能效IBM深度计算(Deep Computing)的副总裁大卫·塔瑞克(David Turek)曾这样说道。在划算的使用超级计算机方面,Google和亚马逊就是范本:Google迷们津津乐道的一件事,就是Google在发展初期曾经大量收购旧电脑,把它们连接在一起提供搜索服务,而不是像别的网站那样采购昂贵的大型服务器。这种战略在Google的高效集群管理手段的控制下很有效,一直到现在,Google依然采用大量便宜的小型个人电脑级别的服务器来提供服务。而另一家科技巨头亚马逊则通过建立虚拟超级计算机,不但解决了用户的大型计算问题,还可以节省巨额投资和漫长的等待时间。他们通过高效整合亚马逊在全球某一时刻闲置的服务器,便可以建造出一个可以弹性使用,费用很低的超级计算机,而这台计算机也可以位列Top500强榜单。超级计算机领域的顶尖学者,美国田纳西大学教授杰克·唐加拉(Jack Dongarra)也认为:很多企业和机构无需建造自己的超级计算机,亚马逊和谷歌的服务都是不错的选择。

201012月美国空军做了一件以中国传统观念来看很丢人的事情:当时,美国空军研究实验室研制出一台号称美国国防部速度最快的超级计算机--“秃鹰群。这台超级计算机的运算性能可达每秒500万亿次浮点运算,它也是当时世界上第33快的超级计算机。不过这台超级计算机是由1760台索尼PS3游戏机组成,而基于PS3游戏机的超级计算机不但成本极低,另一个优点就是它的能效,它所消耗的能量仅仅相当于类似超级计算机的10%美国空军如此寒酸的制造一台超级计算机的逻辑正是基于实用主义。超级计算机在今天其实早就不是代表大国崛起,提振民族自豪感的东西了。而是实实在在的工具。而对于工具,实用、高效和划算这些才是最重要的特质。其实,在日本的号超级计算机之前夺得世界第一时,日本国内也有很多人反思,当时日本政府专门管理除去多余支出的大臣便质疑过负责超级计算机的科学家们:当第二名怎么了?

其实整个中国学术圈都是这样,专利多,专家多,仪器多,但有意义的成果不多。根据国际经合组织(OECD)数据显示,2009年中国在研发领域的投入为1257亿美元,仅次于美国的3112亿美元。但相较于世界第二的投入,中国科学家在《自然》和《科学》周刊等顶级期刊上发表的论文仍远远落后于西方。据经合组织收集的数据,2009年中国共发表28.5万篇论文,相当于每1000人发表0.2篇论文。但这些论文中只有0.05%发表在顶级期刊上。在社会科学领域也是同样,2013年研究人员邀请全球6603个智库与6500各界精英进行提名投票,再经由研究人员修正,最终选出了全球智库中的优秀者。评选标准包括智库专家们的学术声誉、产出质量、研究分析是否能付诸实践、会否为决策者提供新的思维角度等等。研究人员最终得出的结论是,在人数上,中国专家处于领先位置。但是中国专家们的研究贡献与其他智库相比却十分惨淡。全球评选的前150个智库中,中国仅有6个入选。而无论在自然还是社科领域,美国都是遥遥领先。中国这些追求数量和规模第一的研究,其实真正缺乏的,正是实用主义





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