中美日欧披露E级超算规划：计算性能将达“太湖之光”8倍

在由亚洲超算协会和浪潮集团联合举办的美国盐湖城SC16全球超算大会期间举行的第14届HPC Connection Workshop中外超算高峰论坛（HPCC）上，包括国家超算无锡中心、国家超算广州中心、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室、日本理化所等拥有过全球最快超算顶级超算中心在内的顶级专家参会，共同探讨“E级超算发展”。E级超算是众所瞩目的全球超算发展的下一代里程碑，其计算性能将达到目前全球最快的“神威·太湖之光”的8倍。

日本理化所（Riken）Mitsuhisa Sato透露了日本发展E级超算的“旗舰2020计划”（FLAGSHIP 2020 Project），将在2017年4月投入运营“Post K”超级计算机，该系统峰值性能约为每秒2.5亿亿次（25P），将在宇宙探索、地震预测和气候预测及汽车流体力学的模拟实验中发挥作用。“Post K”使用了日本自主研发的ARM V8芯片，并配合耐热设计削减水冷却的电力消耗，耗电量将仅为3.6兆瓦。

欧洲IT4Innovations捷克国家超算中心主任Martin Palkovic介绍，欧洲的E级超算系统将同时支持高性能计算、云计算的应用需求，并将基于节能、低功耗的处理架构。此外，欧洲还计划开发一系列的百亿亿次级应用程序，将联合欧洲多个国家、超算中心共同完成。目前IT4Innovations捷克国家超算中心就在进行有限元建模（FEM）/边界元方法（BEM）和能源领域百亿亿次应用的开发。同时，参加本次HPCC的另一家欧洲超算中心，德国斯图加特超算中心主管Bastian Koller也表示将进行工业制造领域的百亿亿次应用开发。

美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室计算科学部门主任、美国能源部E级超算项目硬件技术副主任John Shalf表示，美国计划在2023年底开发完成2套E级超算系统，这2套系统必须满足峰值性能至少是目前美国最快超算的50倍以上，功耗必须是目前系统水平的1/10约20兆瓦的峰值功率，系统可靠性方面必须至少满足6天无错运行这3大指标。同时，美国还将开发15-20个包括材料科学、物理化学、能源、宇宙太空等领域的百亿亿次应用程序。

中国已经披露的十三五规划计划在2020年前实现E级超算目标，这样将比美国规划领先三年。“神威·太湖之光”和升级后的天河二号超级计算机就是该计划的重要部分。“神威·太湖之光”采用自主研发芯片，目前是世界上唯一一套峰值运算能力超过10亿亿次的超级计算机。天河二号也正在进行后续升级，目标是成为中国第二套100P超算系统。国家超算广州中心主任卢宇彤介绍，天河二号升级之后将增加HADOOP，以满足高性能计算和大数据融合的发展需求。中国的E级超算计划也同样包含百亿亿次应用程序开发，目前中国应用”千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”已经荣获戈登贝尔奖，国家超算无锡中心副主任付昊桓也在HPCC上介绍了这一应用。

在E级超算发展上，几乎所有人都意识到新型计算芯片的研发问题，并在诸如MPI+OPENMP之类的“MPI+X”系统软件架构上进行着更多的尝试和创新。而对于这些正致力于E级超算研发的国家来说，2020或许是一个新的节点，可能会有更多突破传统束缚的超算系统问世。

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