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超级计算机让竞争对手—和用户--望尘莫及

Richard Stone、郝炘

中国最新的超级计算机，天河一号A，也是世界上最快的，比现任冠军美国田纳西州橡树岭国家实验室的Jaguar XT5系统快47%. 但是，正当中国官方盛赞这台每秒能做2500万亿次计算的超级计算机是自主创新的典范时，一些中国研究人员被另一个事实所困扰：他们同事中能利用这台机器即使极小部分能力的人微不足道。

天河一号A是中央军委直属的长沙国防科学技术大学开发的。机器放在国家超级计算天津中心，该中心是保密机构。尽管出身这样的门第，但据超级计算中心主任刘光明说，这台机器预期将主要用于民用，包括天气预报、动漫、以及模拟石油贮藏等。

不过要等中国的软件赶上硬件的水平也许还要许多年。计算物理学出身的网络安全专家许榕生说，对中国超级计算机的研制者来说，他们强有力的机器没有多少用户是“一大尴尬”。许说：“没有几个中国研究者知道如何给科学问题建数学模型。”

这台超级计算机装在120个冰箱大小的柜子里，机罩下是14,336个英特尔Xeon中心处理器(CPU)和7168个Nvidia Fermi图形板。国防科大的工程师们设计了一个新的互连网，速度是美国标准的两倍，以便更好地利用图形芯片处理数据的速度和CPU解复杂方程的能力。开发者们还用一些自己研制的飞腾-1000 CPU替换了一些英特尔芯片。

“（天河一号A的）表现证明我国的CPU性能非常高”，本周在福州参加中国科学技术协会年会的科技部长万刚说。美国Knoxville田纳西州大学计算科学家Jack Dongarra 说，“（新机器）大幅度提升了天河一号的性能，天河一号在六月发布的计算机全球500强名单上名列第七。”最新的全球500强名单将于11月15日公布。

不过关键的考验是应用。刘对新华社记者说，“培养超级计算机用户就像餐馆既要满足不同顾客的口味，还得有大客户，才能保证餐馆不会经常空着。”

眼下，中国的超级计算机的大多数用户还在从儿童菜单上点菜。据去年中国超级计算机100强的一个讨论会上的报告，超级机算上海中心的速度曾是中国第一的曙光5000A机上运行的应用软件中，只有1%用了该机30,720核心的160个以上。与此相比，运行在Jaguar XT5上的应用软件有18%用了该机150,162核心中的45,000到90,000个。中国科学院软件所的并行计算研究者张云泉说，“没有软件的超级计算机就像没有上套的野马，马力浪费了。”

部分原因是费用。张说，中国超级计算机上运行的工业应用大部分用从美国或其它国家进口的商业软件。因为这些软件的价格与它们支持的CPU数成正比，中国很少有用户买得起支持很多CPU的软件许可。

万刚告诉《科学》他希望看到中国在气候模型、生物技术等领域开发自己的应用软件。这就需要在第12个五年计划期间有相当大的资金投入。张说，目前软件开发的经费大约是硬件开发的1%.

天河一号A的理论运算能力是每秒4700万亿次，要实现其全部潜力也许还需要几个月的时间。到那时，它也许将会把冠军的头衔让给其他机器。据Dongarra说，日本和美国正在分别开发5台万万亿次级的超级计算机，美国拥有超级计算机500强中一半以上的机器。

原文发表于2010年11月5日《科学》
http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/330/6005/746-a

本文引用地址： http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=380533

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