中国如何赢得新一轮超算竞赛？关键在向数据密集型超算转变梦晨明敏发自凹非寺量子位报

梦晨明敏发自凹非寺
量子位报道|公众号QbitAI
在超级计算机排名这场国际竞争上，今年明年到了关键节点。
各国摩拳擦掌准备多年的“E级超算”（每秒超过一百亿亿次浮点运算），都将集中在2021-2022年计划完成部署。
你可能还记得“神威·太湖之光”这个名字，我国这台超算在2016年登上国际排名第一。
仅仅两年后，美国的顶点（Summit）超算就迎头赶上，用每秒20亿亿次浮点运算的峰值速度超过神威的每秒12.5亿亿次。
再过两年，日本的富岳（Fugaku）以每秒50亿亿次（0.5E）的峰值速度再创纪录。
△图源：YouTube@WhatDaStat
虽然富岳现在依然盘踞榜首，但被某台E级机超越也不会很远。
（E级机中的E指Exa ，是比P（Peta）大一级的单位。）

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美国正在准备中的E级超算至少有3台，美国能源部为此投入超过18亿美元。
计划今年就要部署的Frontier ，峰值速度预计1.5E；2022年Aurora随后跟上，目标速度1E；2023年还有一台ElCapitan ，最初计划1.5E但建设过程中增加到了2E 。
这还只是美国政府部门主导的项目，如果算上企业，特斯拉在建的Dojo超算目标速度也是1E 。
我国正在进行的E级超算项目也有3个。
天河三号、神威E级和曙光E级的原型机都在2018-2019年研制成功，现在正紧锣密鼓地建设完全体。
此外，日本、俄罗斯也都启动了各自的E级机计划，欧盟在新建和改造超算上也投入了80亿欧元。
谁能率先拥有E级机成为大国超算竞赛的下一个关键点，国际超算排行榜“TOP500”每年6月和11月公布两次，谁会赢下这一盘也许很快就会揭晓。
究竟是什么让各国在算力比拼上不断加码？
当超算遇上数据
要回答这个问题，需要从两方面来看。
一方面是尖端科技发展的需要。
超级计算机之所以叫“超级” ，是因为强大的算力能把不可能变为可能，把不实用变为实用。
如果你感觉现在天气预报比小时候要准多了，就得益于算力的提升。
过去由于算力不够只能对天气现象做出模糊的定位，那时候经常听到电视里的说法是“局部地区有雨” ，到现在手机上都能随时查看精准的未来两小时降雨云图。
算力的发展把天气预报准确率从过去的21.8%提高到了现在的90% ，日常情况下天气预报不准似乎无关紧要，但近年来极端天气现象频发，准确预测台风暴雨可是能拯救许多生命。
同样与拯救生命相关的还有生物医药领域，算力这些年的发展把基因测序的时长从13年缩短到1天，新药研发鉴定的周期从5000天缩短到了100天。
眼下为了让疫苗研发速度赢过病毒的变异速度，各国也纷纷动用了超算的力量。
此外，在天体物理、地震预测、石油勘探、国防军事、新材料发现等领域也都需要强大的算力支持。
另一方面，新闻中总能听到的“产业数字化转型” ，其实就是说算力已经深入到经济运行和人们生活的方方面面。
今年宝马与英伟达合作，把整个生产流程在数字世界中重建，通过仿真模拟进行优化，把生产效率提高了30% 。
这项技术叫“数字孪生” ，也就是把现实世界产生的历史运行数据、传感器收集数据、统计数据等统统搬到数字世界里去，尽可能还原一个现实世界的副本。

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