3C頻道

全球超級電腦的運算速度競賽其實是一場象徵意義大於實際意義的國力競賽。在剛剛出爐的 2016 年夏季排行中,位於中國無錫超級計算中心的電腦「神威‧太湖之光」勇奪全球最快的超級電腦,打敗了蟬聯六次冠軍的另外一台中國超級電腦「天河二號」。看起來是一個超級電腦的速度比拼,不過更是一場從國際到國內的較勁,讓我們來回顧一下這個故事。

距今快六年前的 2010 年 11 月初,一個消息震撼了資訊電腦界。位於天津的中國國家超級計算中心超級電腦「天河」(Sky River or Milkyway)打破了由美國國家計算科學中心(National Center for Computational Sciences)的超級電腦「美洲豹」(Cray XT5 Jaguar)保持的紀錄,成為全球運算最快的超級電腦。當時天河的運算能力高達 2 .67 petaflop/s(一千萬億次/秒),比起以 AMD 系統建構的美洲豹 1.75petaflop/s 運算能力還快近40%。

從奧運、世博的誇張數字到世界最快的高速鐵路,這似乎表示中國不僅在經濟文化上逐漸扮演世界的要角,連在尖端科技等方面也打算與美國一別苗頭,樣樣想得第一,故當時中國的超級電腦打敗美國時,麻省理工學院的 MIT Technology Review 對此還進行了專題的討論,討論的內容除了技術性的系統架構之外,更包含了帶有國力競爭與民族情緒的弦外之音。

日本的超級電腦「京」,這些排列令人想到《Metal Gear Solid》中的愛國者之槍系統與《PSYCO-PASS》系統

例如當年任職於美國國家計算中心主任的 Thom Dunning 跳出來說話替美洲豹說話,指出天河不過是極峰值運算最快,但無法維持長時間,只要拉長競爭時間,美洲豹依舊是最穩定且全球最快的超級電腦。還分析了天河的缺陷。指出天河系統是由 7168 顆 NVIDIA Tesla M2050 GPU 和 14336 顆 CPU 所搭配組合而成,但這樣的組合將導致 GPU 在大部分的時間閒置無法發揮效能,而負責編撰比較世界電腦排名的 Top500.org 的負責人 Jack Dongarra 也出來表示,認為至少有五台位於美國的超級電腦系統將可以輕易打敗天河。例如伊利諾大學國家超級計算應用中心(National Center for Supercomputing Applications)的「藍水」系統(Blue Waters)等等。

那年是第一次世界超級電腦的位置被中國拿下。接下來的五年間,故事就不太有趣了。

因為美國與日本短暫奪回寶座之後,安置在廣東廣州的國家超級計算廣州中心的天河系統的次代機「天河二號(Tianhe-2 or Milkyway-2)」在 2013 年之後便穩穩地守住了寶座直到今年(2016)夏天。對此,美國電機電子工程師學會認為天河二號的落成以及重登世界第一「標誌著中國堅定承諾將在超級電腦領域發起一輪軍備競賽」,而非實際上的實用意義。在 2011 年的時代,中國擁有的超級電腦數量還遠遠不及美國,但今年的數據已經超過了美國,成為全球擁有最多超級電腦的國家。

2016 年全球各國家擁有的超級電腦數量和計算能力總和

打敗天河二號的並不是海外的強競對手,而是國內新貌出來的競爭者,讓整個競爭從國際賽變為國內戰

「神威‧太湖之光(Sunway TaihuLight)」,多麼像是武俠小說內的武器或是絕招奧義名稱,也很像是《Fate》裡面的寶具名稱。「神威‧太湖之光」是首次不使用英特爾等美國公司之產品,採用由中國自行研發的 SW26010 260C 1.45GHz 處理器,更是第一個完全基於中國設計、製造處理器而打造出來的超級電腦。之前的天河二號雖然採用自製的「麒麟系統」,但本質上還是建構在英特爾的架構之下。

根據目前公開的參數,「神威‧太湖之光」採用 DEC 的 Alpha 21164 架構,40,960個 SW26010 個處理器,每個處理器晶片包含 260 個核心,故總計為 10,649,600 個核心,内存 1280TB,該 CPU 架構可支援 SIMD、亂序執行,每個晶片的記憶體頻寬達到 136.5GB/s,時脈設定在 1.45GHz,實際浮點運算效能達 93 petaflop/s,理論效能達 125 petaflop/s。

今年 Top500 排名前 10 名依次是:神威‧太湖之光(93 petaflop/s)、天河二號(33.86 petaflop/s)、泰坦(Titan,17.59 petaflop/s)、Sequoia、K Computer、Mira、Trinity、 Piz Daint、 Hazel Hen 與 Shaheen II。在其中,使用英特爾處理器為最多,共有455 台、廠商方面由惠普製造的超級電腦最多達 127 台,聯想次之為 84 台。

換言之,這次「神威‧太湖之光」打敗「天河二號」,更可以解釋為中國自己製造的晶片取代了美國英特爾的產品。有一些電腦專家的預測接下來的 Top 500 有可能演變成為中國與美國的兩國競賽,或者是中國的國內賽。隨著中國內部的各省分的競爭意識強化與「國產晶片」的誕生,有可能開始耗費大量資金製造其實沒有如此需要的超級電腦(並非指具有強大運算能力的超級電腦不需要,而是指為了在排行榜上奪冠而不斷強化特定運算峰值的超級電腦,例如某些智慧手機為了要在跑分上得勝而做的刻意調整),形成一種排名上的競爭

而這彷彿是 60-70 年代的美蘇之間輸人不輸陣的太空競賽一般。對此,身為死阿宅的我們建議,如果中國要建構新的超級電腦,可以考慮把名稱取得更中二一點好嗎?例如

下次請考慮把超級電腦命名為「太極天‧真星爆氣流斬DX‧滅」好嗎?

廣  告