Summit成最新超級計算領(lǐng)域世界冠軍

剛剛，美國推出一臺名為“Summit”的超級計算機。這臺超級計算機是由IBM在英偉達幫助下開發(fā)的，它的峰值計算能力可以達到每秒 20 億億次。

這是一個什么樣的速度？

我們做一個類比，如果一個人一秒計算一次的話，就必須要花 63 億年才能達到 Summit 一秒的計算量。

假設(shè)一個 10 萬人的體育場，每個人都手握一臺筆記本電腦同時計算，那么也至少需要 20 個這樣的體育場同時“運轉(zhuǎn)”才能達到 Summit 的計算能力。

美國的目標，是在2021 年和 2023 年之間完成使至少一臺“百億億級”計算機。

更牛逼的是，Summit 是第一臺既支持傳統(tǒng)計算，也支持運行人工智能應(yīng)用程序的超級計算機，比如機器學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等運行都可以在其上實現(xiàn)。目前，美國科學(xué)家正在利用 Summit， 來進行高效的超大規(guī)模比較基因組計算。

回想去年年底，IBM宣布：成功研制出了量子計算機原型機，量子計算機商業(yè)化正在加速！那同樣也是一個巨大的跨越：50量子比特的量子計算機，一步就能進行2的50次方運算，等于1125899906842000，即一千萬億次計算。

可以說，現(xiàn)在美國正從超級計算機和量子計算機這兩個側(cè)翼，一起向計算能力的峰頂發(fā)起沖鋒，整個人類計算能力、處理大數(shù)據(jù)的能力，或?qū)⒊霈F(xiàn)爆炸式的提升。

無論生產(chǎn)、科研還是日常生活，世界將會經(jīng)歷一場顛覆性改變。

二

這真是一場天時地利人和的完美邂逅！

目前來說，人工智能正在朝著我們可預(yù)料和不可預(yù)料的方向飛速發(fā)展。五到十年，人工智能將全面超越人類！

人工智能這場革命的最大特征是，它不改變我們所做的事，它改變的是我們自己。

如果說以前幾次技術(shù)革命，頂多是人的手、腳等身體器官的延伸和替代，這次人工智能則將成為人類自身的替代。它對人類社會家庭乃至整個社會的沖擊，將是前所未有的。

在越來越多的領(lǐng)域，人工智能正在快速超越人類。這也意味著，大批的翻譯、記者、收銀員、助理、保安、司機、交易員、客服……都可能在不遠的未來，失去自己原來的工作。

對此，斯坦福教授卡普蘭做了一項統(tǒng)計，美國注冊在案的720個職業(yè)中，將有47%被人工智能取代。在中國，這個比例可能超過70%。

而不久前駕鶴西去的著名科學(xué)家霍金則一直大聲呼吁：人類迄今為止最為深刻的影響就是人工智能的崛起。對于人工智能，他說過以下深刻的思考：

這時，世界科技卻正在一日千里地發(fā)展，很多領(lǐng)域已經(jīng)到達了大爆發(fā)的前夜，洞中方一日，世上已千年。在這場競爭中，中國不能懈怠，不能止步，更不能輸。

“神威·太湖之光”計算機

“天河二號”計算機

每秒12.5億億次是什么概念呢？清華大學(xué)教授、國家超級計算無錫中心主任楊廣文介紹，假設(shè)有一個10萬人的足球場，里面有10萬人，每人有一個筆記本，那么這樣它的計算能力相當(dāng)于100個這樣的足球場上這么多人進行計算的能力。

實現(xiàn)核心部件（包括處理器在內(nèi)）全部國產(chǎn)的中國超算“神威·太湖之光”，一年前以每秒9.3億億次的浮點運算速度首次奪冠，而排名第二的中國超算“天河二號”速度可達每秒3.39億億次。

從公司角度看，中美兩國計算機企業(yè)在榜單前幾名仍呈“交錯”之勢。

美國惠普以143個上榜系統(tǒng)位居第一，中國聯(lián)想、美國克雷、中國中科曙光、美國國際商用機器公司（IBM）分別以88個、57個、44個和27個系統(tǒng)依次排在第二至第五名。在這之后，中國的浪潮和華為分別以20個和19個系統(tǒng)排第六和第七名。

中國國家超級計算無錫中心副主任、清華大學(xué)副教授付昊桓說，中國國產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)三次獲得世界第一，凸顯了中國在超算領(lǐng)域的自主研發(fā)能力。

美國“泰坦”計算機

延伸閱讀

什么是超算?——計算機中的珠穆朗瑪峰

超級計算機是指由數(shù)千甚至更多處理器組成、能計算普通計算機和服務(wù)器不能完成的大型復(fù)雜課題的計算機，被譽為“計算機中的珠穆朗瑪峰”。

作為“現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的大腦”，超級計算機已成為解決重大工程和科學(xué)難題時難以取代的工具。

超算能算啥?——能算天，能算地，能算“命”

超算是解決國家經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展、國防建設(shè)等領(lǐng)域重大挑戰(zhàn)性問題的重要手段，已成為世界各國爭奪的一個戰(zhàn)略制高點。超算是名副其實的“神算子”，能算天，能算地，能算“命”?

借助超算，可以解決在交通工具制造、氣候問題、生物信息、地震監(jiān)測、地球科學(xué)、天體物理、公共健康、材料科學(xué)、人類/組織系統(tǒng)研究等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題?

“神威?太湖之光”超級計算機部署一年以來，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)涉及天氣氣候、航空航天、先進制造、生物醫(yī)藥、新材料、新能源等20個方面，支持國家重大科技應(yīng)用、先進制造等領(lǐng)域解算任務(wù)幾百項，一年來共計完成200多萬項作業(yè)任務(wù)，平均每天完成近7000項作業(yè)任務(wù)。

什么是全球超算500強榜單?——對全球已安裝的超級計算機排座次

作為世界高性能計算領(lǐng)域規(guī)模最大的權(quán)威會議之一，國際高性能計算大會每半年公布一次全球超級計算機TOP500榜單。TOP500榜單始于1993年，是對全球已安裝的超級計算機排座次的知名排行榜，由美國與德國超算專家聯(lián)合編制。

延伸閱讀：精彩！美國超算奪回世界第一，后面馬上看中國的！

6月8日，位于美國田納西州東部的美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室（ORNL）發(fā)布了新一代超級計算機Summit，宣布其成為世界上最強大、最智能的科學(xué)超級計算機，超越了目前的記錄保持者：中國的“神威·太湖之光”。自 2013 年以來，中國超算一直在全球超級計算機排名中位居第一。

美國重回超算榜首地位

▲橡樹嶺國家實驗室網(wǎng)站消息截圖

據(jù)了解，這臺讓美國重奪世界第一的Summit超算系統(tǒng)由4608臺計算服務(wù)器組成，每個服務(wù)器包含兩個22核Power9處理器（IBM生產(chǎn)）和6個Tesla V100圖形處理單元加速器（NVIDIA生產(chǎn)）。Summit還擁有超過10PB的存儲器，配以快速、高帶寬的路徑以實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸。

憑借每秒高達20億億次(200PFlops)的浮點運算速度峰值，Summit的威力將是ORNL之前排名第一的系統(tǒng)Titan的8倍，相當(dāng)于普通筆記本電腦運算速度的100萬倍，比之前位于榜首的中國超級計算機“神威·太湖之光”峰值性能（每秒12.5億億次）快約60%。

自2013年6月起，中國超算長期蟬聯(lián)第一，美國的超級計算機再未問鼎全球超算top500榜單。而Summit的問世讓這一寶座終易主。

橡樹嶺國家實驗室（ORNL）稱，對于某些特定的科學(xué)應(yīng)用，Summit還能夠進行每秒超30億億次（3.3 exaops）的混合精密計算。Summit前所未有的計算能力將幫助能源、高級材料和人工智能（AI）等研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新的科學(xué)突破，之前不切實際或不可能實現(xiàn)的一系列科學(xué)發(fā)現(xiàn)將會成為可能。

文章舉例稱，除了科學(xué)建模和仿真外，Summit還為人工智能（AI）和科學(xué)發(fā)現(xiàn)的整合提供了前所未有的機會，使研究人員能夠?qū)C器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)應(yīng)用到人類健康、高能物理、材料探索等領(lǐng)域的問題研究上。

橡樹嶺國家實驗室（ORNL）負責(zé)人Thomas Zacharia介紹說，ORNL在75年前成立之初，就確立了致力于解決國家層面重大難題的傳統(tǒng)文化。1988年，ORNL的科學(xué)家們完成了首次G浮點（gigaflops）運算，1998年完成了首次T浮點（teraflops）運算，2008年完成了首次P浮點（petaflops）運算，2018年又完成了首次exaops計算。

美國能源部長里克·佩里（Rick Perry）表示，超級計算機Summit的發(fā)布讓美國向“2021年交付E級超算”的目標又邁進了一步。它將在能源研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)、經(jīng)濟競爭力和國家安全等方面帶來深遠影響，助力科學(xué)家們在未來應(yīng)對更多新的挑戰(zhàn)，促進科學(xué)發(fā)現(xiàn)和激發(fā)科技創(chuàng)新。

“E級超算賽跑”中國暫時領(lǐng)先

不過，美國Summit即將引領(lǐng)的是十億億次級別的爭奪，而速度達到百億億次級別的E級超算才被公認是“超算界的下一頂皇冠”。目前，中、美、歐、日都在向這個目標全力沖刺，中國在進度上暫時處于領(lǐng)先位置。

新華社5月17日報道，國家超算天津中心當(dāng)日對外展示了我國新一代百億億次超級計算機“天河三號”原型機，這也是該原型機首次正式對外亮相。據(jù)介紹，“天河三號”原型機將于今年6月部署，年底正式投入使用。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“天河三號”型機由三組機柜組成，每組機柜高2米左右，通身黑色，機身上嵌有藍綠兩條醒目的彩條，在彩條中間，“天河”兩個字異常醒目。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“‘天河三號’原型機采用全自主創(chuàng)新，自主飛騰CPU，自主天河高速互聯(lián)通信，自主麒麟操作系統(tǒng)，其綜合運算能力與‘天河一號’相當(dāng)?！碧旖虺阒行膽?yīng)用研發(fā)部副部長夏梓峻介紹說。

夏梓峻表示，“天河三號”原型機將于今年6月部署在天津超算中心，年底將正式上線投入使用?！霸蜋C的作用是為了驗證‘天河三號’的技術(shù)路線?！?/p>

國家重點研發(fā)計劃“高性能計算”重點專項總體專家組組長錢德沛教授表示，首套百億億次超級計算機預(yù)計將在2020年交付。

▲“天河三號”原型機（圖源：新華社）

“‘天河一號’的運算能力已經(jīng)飽和，而‘天河三號’的運算能力是‘天河一號’的200倍，存儲規(guī)模是‘天河一號’的100倍（使用全新的國產(chǎn)Matrix 2000加速器）。計算密度、單塊計算芯片計算能力、內(nèi)部數(shù)據(jù)通信速率等方面也將得到極大提升。

國內(nèi)現(xiàn)在同時啟動了三大百億億次超算研發(fā)，分別是國防科大/天津超算中心的天河三號、中科曙光的E級超算以及江南所/濟南超算中心的神威E級。以上三套百億億次超算中，有一條要求是共同的，那就是核心處理器必須是國產(chǎn)的，神威·太湖之光上已經(jīng)用了國產(chǎn)申威SW26010處理器。

全球競相研發(fā)E級超算

目前，全球有多個國家正競相研發(fā)E級超算。中國計劃于2020年推出首臺E級超算；美國能源部啟動了“百億億次計算項目（Exascale Computing Project）”，希望于2021年至少交付一臺E級超算，其中一臺的名字為“極光（Aurora）”，初步規(guī)劃峰值運算能力超過每秒130億億次，內(nèi)存超過8PB，系統(tǒng)功耗約為40MW。

▲各國超算進度（風(fēng)聞社區(qū)ultracold圖）

美國在下一代超算技術(shù)方面的研發(fā)總投入將達到4.3億多美元，用美國能源部部長里克·佩里的話說，這些資金就是劍指“下階段研發(fā)百億億次系統(tǒng)的全球競賽”。

此外，歐盟預(yù)計于2022年—2023年交付首臺E級超算，使用的是美國、歐盟處理器，架構(gòu)有可能類似ARM；日本發(fā)展E級超算的“旗艦2020計劃”由日本理化所主導(dǎo)，完成時間也設(shè)定在2020年。

美國宣布造出“世界最強大”超級計算機

美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室近日宣布，造出一臺名為“頂點”的超級計算機，稱其運算能力是目前“世界最強大的”。橡樹嶺國家實驗室說，“頂點”的浮點運算速度峰值可達每秒20億億次。其中使用了4608個計算服務(wù)器，每個計算服務(wù)器中又含有兩個國際商用機器公司生產(chǎn)的22核Power9處理器和6個英偉達公司生產(chǎn)的Tesla V100圖形處理單元加速器。

DARPA開發(fā)GPS定位系統(tǒng)替代方案

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谷歌創(chuàng)始人支持的“飛行汽車”大幅升級，

訓(xùn)練1小時就能自由駕駛

由谷歌聯(lián)合創(chuàng)始人拉里·佩奇資助的空中交通工具初創(chuàng)公司Kitty Hawk近日展示了其經(jīng)過大幅升級的“飛行汽車”Flyer。Flyer屬于娛樂型和輕型飛機，操作非常像無人機，Kitty Hawk公司宣稱飛行員只需要接受1個小時的訓(xùn)練，就可以自由駕駛飛行。

Sierra-Olympic開發(fā)用于無人機的Ventus OGI光電氣體成像相機

美國Sierra-Olympic技術(shù)公司近日宣布，研制出可用于無人機的Ventus OGI光電氣體成像相機。這種相機的中波紅外（MWIR）檢測器陣列分辨率為640×512像素，像素間距為15微米，鏡片重580克，低能耗機芯配置微型專用窄帶冷濾波器，其長壽命閉式循環(huán)斯特林冷卻器裝有f/1.5冷屏蔽優(yōu)化鏡片。相機的探測器、冷卻器和透鏡具有相機數(shù)據(jù)鏈、千兆以太網(wǎng)、H.264與NTSC/PAL制式視頻等數(shù)字模擬接口，而且配置了RS-232/RS-422系列相機控制器。

麻省理工開發(fā)高效廉價發(fā)電廠冷卻水回收新技術(shù)

美國麻省理工研究人員近日開發(fā)出一種可高效、廉價回收發(fā)電廠冷卻水的新技術(shù)，有望緩解城市水資源緊缺并大規(guī)模應(yīng)用于海水淡化。研究團隊在研究中發(fā)現(xiàn)，用塑料或金屬網(wǎng)捕獲海霧中的水分，氣流會繞過障礙，因此捕獲率只有1%到3%。如果通過帶電粒子束讓霧氣帶上電荷，水滴帶電后易被電網(wǎng)吸附，就能大幅提高收集效率。

3D打印可動人工頸椎假體研制成功

近日，由西安交通大學(xué)研究團隊完成的“三維（3D）打印技術(shù)重建脊柱脊髓功能的臨床應(yīng)用與相關(guān)研究”項目，結(jié)合金屬三維打印技術(shù)，研制出可動人工頸椎假體，為解決頸椎次全切、減壓融合術(shù)后活動度喪失這一難題提供了新思路。新研發(fā)的三維打印個性化穹隆頂鈦籠，消除了傳統(tǒng)鈦籠的銳利邊緣，使穹隆頂鈦籠精準適配頸椎解剖特點，同時增加鈦籠與椎體的接觸面積，利于獲得長期穩(wěn)定性。

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英國世界上首次采用無人機檢查核設(shè)施

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近日，美國國家航空航天局宣布，美國發(fā)射的好奇號火星探測器在接近火星地表處一塊有30億年歷史的沉積巖中發(fā)現(xiàn)了有機分子，說明火星可能曾存在遠古生命。還發(fā)現(xiàn)火星大氣中的甲烷含量存在季節(jié)性波動現(xiàn)象，或與現(xiàn)代火星生命有關(guān)?？茖W(xué)家表示，有機物是生命出現(xiàn)的必要條件，也是表明火星可能存在生命的最重要證據(jù)。