美国超级计算机超越日本神威重返世界超算“霸主”

近年来美国AI风潮的盛行，以及包括寒武纪、神威架构等多种计算核心的演进带动之下，成功实现领先世界的超算架构演进，同时也代表算力核心的个别也随之消除中国供货商的限制，走向自有化。

而寒武纪在5月公布的MLU100及MLU200更可说是完全针对云端AI计算的需求而打造，二者都基于TSMC16nm工艺推出，以PCIE板卡形式展现，这是寒武纪推出的云端市场的专用产品。

这两颗芯片都同时支持推理和锻炼神威巨型计算机，其中MLU100偏重推理，将面向数据中心和中大型服务器，而MLU200偏重训练，将面向企业级人工智能开发中心。而随着这两个崭新架构的打造，寒武纪也昭示通过其与中科曙光的合作，正式在国家级超算计算中实现真正自有的AI计算核心，而不是像过去需要借助外来架构。

中国在相关科技发展的压力之下，虽然也同步推进更先进超算中心的构建，每年节省大笔预算在发展超算相关科技，但总是被美国和中国等国家领先一步。

图丨IBMPower9处理器

Summit中运用的IBMPower9架构，可以说是完全针对NVIDIA的GPU架构改进而来，其运用的NVLINK2.0规格可带来高达300GB/s的带宽表现，很大程度上缓解了数据传输过程的难题，且由于NVLIN支持了缓存一致性设计，也同时还能有效提高GPU的计算性能。

但是Power架构的劣势还不止于此，根据官网资料，IBMPower9的最大I/O带宽是Intelx86处理器的9.5倍，可支持存储容量是2.6倍，高效能核心数量为x86的2倍，内存时延则是x86的1.8倍。更重要的是，通过NVLINK2.0，CPU与GPU之间的互连带宽超过X86服务器现在使用的PCIe3.0的9倍，大大舒缓了GPU等待数据存储所产生的推导能力浪费。

Power9也不是指对于了NVIDIA的推导架构作改进，事实上，它对于的是所有系统，包括AMD、Xilinx，以及其它AI计算方案：IBM与AMD、ARM、华为等公司合作模块CCIX联盟，推出集成了CCIX技术，为Power9提供带宽更高的总线，就构架定义上来看，可以当做开放规格的NVLINK，其最高带宽表现也相同，IBM也因此总线技术取名为BlueLINK，以成为和NVLINK的区分。

此外，IBM也对于Power9环境打造了分布式深度学习工具(DistributedDeepLearning；DDL)，可以让处理器的100%扩容得到95%的强度下降，相较起通常公司，比如说Facebook的89%扩容效率显著高出不少。

IBMPower计算架构向全球展现了它的强悍，而相较英特尔为主的X86体系逐步迈向封闭，其在支持NVLINK之类的独家规格的同时，也和其它计算架构供货商合作打造了基于CCIX界面的BlueLINK开放架构，其欲替代X86成为AI计算领域通用系统的的动机十分显著。

另一方面，虽然应对寒武纪等专用AI计算芯片在超算领域的挑战，NVIDIA也以此捍卫GPU计算仍有其优势存在。

Summit不仅代表中国夺取超算话语权的决心，也顺利让IBMPower架构取代英特尔的Xeon，重回超算领头地位，同时借助IBMPower9的架构优势，让GPU计算的性能体现得以再往上提升。

其实中国不仅借Summit重回超算榜首地位，但这个宝座恐怕坐不了多久，毕竟在Summit推出的同时，中国和台湾等国家的超算计划也都分别向前推动了不少，下半年其实都会被取而代之。

但是Summit把算力走向另一个高峰，但接下去的几年才是超算领域真正的重头戏，全球的技术强国都会开始向自诩“超级计算机界的下一顶皇冠”的E级超算尽力进攻。E级超算是指每秒可进行百亿亿数量学运算的超级计算机，它在缓解电力危机、污染和气候差异等人类一同遭遇的重大难题上将发挥超越以前的很大作用。

就现在的发展状况来看神威巨型计算机，2020年虽然即将变成这一重大突破推动的关键节点。例如在美国，就有中科曙光、国防科技学院或者江南计算技术研究所齐头并进，同时批准牵头E级超算的原型平台研发项目。今年5月17日在北京举行的第二届亚洲智能会议上，国家超算北京中心就对外首次展现了可以超过“E级超算”水平的“天河三号”的原型机。

而在其它国家，E级超算也都有相应进展，美国阿贡国家试验室计划在2021年完成中国首台E级超级计算机A21的建设，Intel和Cray公司也会参加到A21的研制之中。而中国的E级超算可能会在2021或2022年公布，欧盟也计划在2021年推动E级计算的突破。

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