港報："天河二號”超級計算機年耗電費至少1億

IT領(lǐng)域的摩爾定律認為，電腦性能每18個月就將提升一倍。中國“天河二號”超級電腦在世界超級電腦排行榜上連續(xù)三次奪得冠軍，固然值得慶賀，但另一方面也顯示，超級電腦的技術(shù)陷入瓶頸狀態(tài)。

據(jù)香港《成報》網(wǎng)站7月3日報道，中國計算機學會高專委秘書長、中科院計算所研究員張云泉表示，以往超級電腦通過增加處理器數(shù)量就能不斷提高性能。但美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的豪斯·費姆尼教授認為，最近幾年超算技術(shù)上的發(fā)展，都不足以突破艾級超算的障礙。原來認為2018年就能實現(xiàn)1000P級別的超算，現(xiàn)在推遲到2020年，甚至2022年都無法實現(xiàn)。

大功率處理器散熱難

超算發(fā)展目前面臨的挑戰(zhàn)首先是功耗控制難。目前的集成水平和此前相比并沒有根本性改善，以現(xiàn)有技術(shù)，極超級電腦的功耗會超過20兆瓦，建造費用將超過2億美元，這將帶來一系列技術(shù)和運營問題。例如“天河二號”一年僅電費就要1億元人民幣，全速運算的話，電費更高達1.5個億。如果還是按照老思路，依靠增加規(guī)模制造出的極級超算，功耗可能會達到50兆瓦-100兆瓦，這需要有一個專門的核電站來給它供電，這樣的超算顯然沒有實用價值。同時這樣密集排列的大功率處理器，也會帶來無法解決的散熱問題。因此國際上公認的極級超算標準是，功耗必須控制在20兆瓦內(nèi)，這就要求在制造工藝上有革命性突破。

其次是可靠性問題，將來超級電腦併發(fā)部件將超過10億，以現(xiàn)在的故障率，平均每過10至20分鐘系統(tǒng)就會報一次硬件錯誤，而每次處理錯誤需要半個小時。這顯然也是無法容忍的。

報道稱，超算還面臨數(shù)據(jù)的訪問速度限制。現(xiàn)在超級電腦運行的速度愈來愈快，但現(xiàn)有存儲器讀取數(shù)據(jù)的速度卻已無法跟上需求，也成為超級電腦性能提升的瓶頸。因此美國也有一批教授認為應(yīng)該反思超算的發(fā)展方向，改變追求峰值運算速度的模式，而注重實用價值。例如放棄通用型超算，而是根據(jù)實際需求定制超算。

報道認為，超算要取得更長遠發(fā)展需要解決架構(gòu)難題。高效能服務(wù)器和存儲技術(shù)國家重點實驗室主任、浪潮集團首席科學家王恩東認為，如何開發(fā)更加創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)從而突破性能瓶頸，使超算性能從千萬億次上升到百億億次，這是全球超級電腦專家都關(guān)心的話題之一。去年在上海交通大學上線運行的中國高校第一超級電腦就使用了浪潮和上海交大共同開發(fā)的CPU+GPU+MIC的創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)，目前這種架構(gòu)被普遍認為是突破P級到極級最有可能的方法。

超算突飛猛進美不安

中國目前在全國各地已投資建設(shè)或計劃建設(shè)八個國家超級計算機中心，其中包括將在無錫新建的一個大型超級計算機中心。中國在超算領(lǐng)域的快速突破，讓美國感到不安。4月底，美國政府在加州大學圣地亞哥分校的全球沖突與合作研究所邀請中美超級電腦專家召開“中美超級計算戰(zhàn)略對話會”，目的就是研判中國現(xiàn)在發(fā)展超算的目的是甚么，是用于軍事還是科學研究?美國一直擔心，如果中國在超算核心硬件上實現(xiàn)了自主可控，應(yīng)用軟件也上去了，以后美國就無法在超算領(lǐng)域限制中國的進步了，從而威脅美國的領(lǐng)先地位。據(jù)張云泉了解，事實上現(xiàn)已有歐美科學家因為無法在本國找到合適的超算平臺，而前往中國超算中心來運行科研程序。