近两年,美国的超级计算机在全球排名中一再夺魁,但美国人却高兴不起来。
美国内的一些专家甚至还一再发出警告,说美国的超级计算机夺冠没啥可高兴的,因为中国的超级计算机这两年并没有参加排名。
这警告,颇有一种“时无英雄竖子成名”的味道。
那么问题来了,中国的超级计算机真就没有参加排名吗?排名背后超级计算机的实力究竟如何?超级计算机的作用都是什么呢?
先来看美国夺魁的超级计算机的相关情况。
连续4次夺魁不说今年以来最新的情况,以截止到去年11月的数据来看,在超级计算机的排名榜上,美国的产品设备已经连续4次夺魁了。
这款设备就是外界熟知的“前沿”,比房子都大的主机,位于美国中南部的田纳西,那里是美国橡树岭国家实验室所在地。
先来看2022年上半年的一次排名情况,根据各超级计算机运算的情况看,“前沿”的运算水平为一秒钟百亿亿次。中间的“亿”可不是随便能少一个的,少了可就不是差几个量级那么回事了。
等到2023年排名显示,“前沿”的计算能力依然排第一。紧随其后的“极光”和“Eagle”也是美国产品。
“极光”是阿贡国家实验室的设备,“Eagle”则是微软的产品。在前十排名中,另外还有3款美国产品位列第七、第九和第十。也就是说,美国在排名中就独占了6个名额。
可即便如此,美国人却一点开心不起来。
中国人没参加排名一系列的运算排名,都是从2022年开始的。自第一次开始,美国内就有一种看法,中国人没有参加排名,因此并不能体现排名真正的实力和价值。
为什么,因为美国觉得,他们的“前沿”运算速度再快,但还是比不上中国人的超级计算机系统。这可不是网友自己的调侃,而是美国内一些专家的正式警告。
他们认为,中国不参加这一项世界排名,真正的实力就不能体现出来。田纳西大学的一位计算机领域的专家曾表示,中国是有一些东西的,但都是传言,因为没有参加排名评选,没有正式的官方说法。
美国人一方面认为我们不参加排名,因此体现不出这个排行榜的真正实力。另一方面美国人又在猜测,中国还在2021年就已经突破了百亿亿次的障碍,只是中国在这一领域的宣传变得更加低调。
由于得不到我国的正式说法,美国人就只能从各个方面去扒信息和猜测。
比如在2021年底,我国计算机领域有14名科研人员获得了戈登贝儿奖。由于这个奖项在国际计算机领域是最声名显赫的,美国以此推测我们的运算能力达到了一个新高度。
除此之外,美国人还时时关注我国科研人员发表的相关论文。有一篇论文里曾提到,同一种计算,中国的系统计算时间为304秒,橡树岭国家实验室最快的系统需要10000年。
因为这篇被美国人扒出来的论文,发表于2022年之前,所以美国人也把这当成为中国超级计算机运算最快的证据之一。
曾获得过图灵奖的一位美国科学家更是直言不讳地表示,中国在超级计算机领域的投入实际比其他国家更多。
但由于近年来中美之间越发紧张的关系,尤其是美国试图从技术层面卡中国的脖子,这就导致中国在某些领域取得突破后,更愿意低调而不是声张。
国外一些分析师也持有类似观点,像百亿亿次运算能力的计算机,中国早就拥有了,但为了避免美国的进一步制裁,所以选择低调。
中美在超算领域的激烈竞争近10年前,我国超级计算机的运算能力就已经超过美国了。当时,运算速度最快的还是“天河二号”。
公开资料显示,10年前“天河二号”的运算速度可达每秒33.86千万亿次。当时美国运算速度最快的“泰坦”,只有17.59千万亿次。
彼时我国还正式参加全球的排名,而且在接下来的几年时间里,超级计算机的运算能力整体一直排第一。
除了运算速度快,美国人还感受到中国超级计算机的研制数量,正在快速追赶甚至赶超自己。
以2015年的公开数据为例,当年上半年,全球性能最高的超级计算机榜单上,中国的产品还只有37台。仅仅到了下半年,这一数字就上升到了109台。
同一时期,美国上榜的产品数量为200台。听起来很多,但美国人却不这么认为。他们觉得我国的研制速度太恐怖,马上就要超越美国。
此外,美国还和上世纪90年代的自己做横向对比,认为自己在超级计算机领域的整体发展水平下降了。
后来的事实证明,美国人的担心是对的。2016年到2018年的两年时间里,当时世界的排名中,我国上榜的超级计算机为137台,美国的只有126台。
而在今年的最新排名中,美国上榜的总数量为168台,我国上榜的超级计算机,从此前的104台,又下降到了80台。
这是我国近年来不参加运算排名后的最新情况,美国的整体数量显然又恢复到了世界第一的水平,但美国人却完全高兴不起来。
因为他们相当清楚,中国采取了内敛低调的措施,多数“好东西”没有拿出来。以美国人那种张扬外显的个性,在各种竞争里,越是有对手有挑战他们越兴奋。
我们一旦采取老祖宗收敛的玩法,他们反倒不适应,所以这两年围绕超计算机,美国人才会不断猜来猜去。
不关注排名,从超级计算机自身来看,它究竟能做什么呢?
计算“奔小康”世界本质上是由各种算数堆叠在一起的,越是运行复杂的社会,需要复杂运算的领域和行业就越来越多。
像我们平常使用的普通计算机,一秒钟能运算几万亿次就相当快了。而现在运算最快的超级计算机,则超过了百亿亿次,速度是传统计算机的一百多万倍,在该领域又被称之为E级超级计算机。
运算最快,说明它处理数据的能力就越强。而对整个社会乃至不同行业来说,每天恰恰都有海量的数据等待被计算。
像“神威·太湖之光”,它如果工作起来,相当于跟200万台普通计算机对阵。
再来看一些最基础的案例。比如在医学领域,肿瘤防治中心,海量的生物基因组数据需要通过计算来处理。
如果这些数据用普通计算机运算处理,日夜不间断计算可能需要几年。但是运用到超级计算机的话,一个人几天甚至几个小时,就能完成相同的计算量。
比如中山大学的肿瘤防治中心,从2012年开始,他们就开始使用“天河”系列超级计算机来处理数据了。
从2013年到2018年期间,该防治中心的一位工作人员,就使用“天河二号”处理了100TB以上的数据。
感觉数据不大对吧,实际情况是,这些数据都是在不同时间段里处理的,每阶段运算的时间最多也就几天。
可如果是普通的计算机,相同的数据,就得等半年甚至几年才能处理完毕。所以使用过超级计算机的人认为,用它计算就相当于奔小康了。
不过,因为计算速度过快,该中心下辖的一些实验室,每年在数据储存上的花费也变高了。
因为超级计算机处理的数据快且多,处理好的数据也都得储存起来,自然在数据储存的花费上就高了。
像一个普通的实验室,一年光是数据储存的成本就超过了5万元。有时候在高峰运算时期,一天的成本就在上万元之间。
甚至因为超级计算机计算太快,储存数据的硬盘很快就满了。很多时候,拆下硬盘用快递邮寄的方式,都比网络传输的速度快。
单从这一点就能看出来,超级计算机处理运算的能力究竟有多块,以至于配套的设备和人为的操作都跟不上它的计算。这也算是一种“甜蜜的烦恼”吧。
同样是在医疗领域,有了超级计算机的帮助,新药研发的时间能大大缩短。
科研人员只要把相关数据输入到超级计算机,它就能通过计算,帮助研究者模拟出人类用药后的各种反应和发生副作用的概率。
比如埃博拉病毒在非洲肆虐的时候,超级计算机在一天时间内,就能完成4000万分分子化合物的筛选,进而可以让人类用最快的速度来应对最凶猛的传染病的传播。
除了医学领域,在气象、航天、天文观测、核能利用等多个方面,超级计算机的作用早就很关键了。
像天气预报,大众经常吐槽预报的不准。但如果没有超级计算机处理海量的观测数据,天气预报就更不准了。
在核能领域,像核聚变这种精准的模型,都要依靠超级计算机来搭建。使用它处理数据,更快也更精准。
可以说,随着社会的发展越发先进复杂,超级计算机的作用也越来越重要。尤其是现在人工智能快速发展,未来海量的数据运算都要靠它来解决。
结语正因为超级计算机在未来很重要,所以美国才十分关注我国在该领域的具体发展水平。
不管美国人怎么猜,我们的发展始终有定力。而且围绕超级计算机的研制,背后涉及到的技术乃至产品,又是一条常常的产业链。
所以说,公开的排名真不重要,真正重要的是,当别人猜测你有能力的时候,你得真拿出东西和水平才行。
参考资料:
《超级计算机到底能干啥》 中国青年报 2018年5月16日《美媒:中国正成为超级计算机大国 与美国竞争激烈》 参考消息网 2015年11月18日《超算最新排行榜:美国垄断前三》 日经中文网 2023年11月15日《图灵奖得主:中国超算能力可能超过了所有国家》 观察者网 2023年9月15日《世界首台百亿亿次超级计算机打破速度纪录》 中国科学报 2023年1月12日