如果說(shuō)光刻機是人類(lèi)工業(yè)文明皇冠上的明珠，那神威·太湖之光毫無(wú)疑問(wèn)就是我國超算行業(yè)的皇冠，曾憑借霸道的算力優(yōu)勢一舉奪得全球超算四連冠，近年來(lái)，伴隨著(zhù)美國前沿（Frontier）和日本富岳（Fugaku）的異軍突起，一度令眾網(wǎng)友好奇，神威的E級超算新品為何遲遲未能問(wèn)世？

神威·太湖之光沉默了？

北京時(shí)間11月15日，第60期全球超級計算機TOP 500強榜單重磅出爐，排名第一的是來(lái)自美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室的Frontier前沿超算，它憑1.102EFIop/s（百億億次）的HPL得分傲視群雄 ，理論峰值性能是第二名Fugaku富岳超算的3倍多。

來(lái)自中國的太湖之光和天河二號位列第7、第10名

曾幾何時(shí)，神威·太湖之光在全球超算圈可以說(shuō)是風(fēng)光無(wú)兩，自2016年面世后，便創(chuàng )造過(guò)一連串輝煌篇章：

它是世界第一臺峰值運算性能超過(guò)每秒10億億次浮點(diǎn)運算能力的超級計算機；

2016年，神威·太湖之光輕松斬獲TOP 500世界第一；

2016年，神威·太湖之光榮獲戈登貝爾獎；

2017年，神威·太湖之光再獲TOP 500世界第一；

2017年，神威·太湖之光再獲戈登貝爾獎；

如果用通俗的比喻來(lái)理解創(chuàng )造四連冠的神威·太湖之光的算力的話(huà)，那就是，它運算1分鐘，相當于全球72億人不間斷運算32年！

彼時(shí)神威·太湖之光的計算性能、持續性能和性能功能比三項關(guān)鍵指標均處于世界前列。

從今年的榜單來(lái)看，Frontier的穩定速度是榜單上排名第二的Fugaku的2.49倍，理論速度快了3.14倍，單以穩定速度來(lái)看，Frontier是榜單上TOP 2~8的性能之和，在如此彪悍的算力性能下，它的功耗卻僅有Fugaku的71%。

僅看數據的對比，神威·太湖之光確實(shí)與冠軍的成績(jì)有差距，但很多網(wǎng)友沒(méi)搞明白的一點(diǎn)時(shí)，神威·太湖之光是2016年的產(chǎn)物，已經(jīng)過(guò)去6年了，而富岳和前沿呢？

2019年12月13日，富岳首批6臺計算機順利抵達神戶(hù)理化學(xué)研究所計算科學(xué)研究中心，由此可見(jiàn)其研制時(shí)間在2019年前后，2020年6月，當期公布的全球超算TOP 500榜單中，富岳排名第一；

而在2022年5月30日和11月分別公布的全球超算TOP 500榜單中，均斬獲冠軍的前沿，其最早的研制時(shí)間也剛好在2019年，也就是說(shuō)，我國的神威·太湖之光投入運行3年后，這些后來(lái)者才著(zhù)手研發(fā)新一代超算。

Frontier單排機柜內部

隔著(zhù)3年的時(shí)差，6個(gè)代際的排名，但即便如此，我們的超算總體成績(jì)仍然令人矚目。

就拿這屆TOP 500榜單的前十來(lái)說(shuō)，我國的神威·太湖之光和銀河2號仍然都進(jìn)了前十，并且總上榜臺數達到162，實(shí)力超越了歐美，也就是說(shuō)，我們實(shí)際上仍然獲得了總榜第一的好成績(jì)。

即便PK算力，我們也是世界前列。

超算對于大國的意義巨大！

HPE（Frontier運營(yíng)商）執行副總裁、高性能計算和人工智能部門(mén)總經(jīng)理Justin Hotard曾表示，前沿在速度和性能方面取得了突破，讓我們有機會(huì )解答那些以前甚至都不知道要問(wèn)的問(wèn)題。

美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室相關(guān)負責人Jeff Nichols表示，來(lái)自世界各地的科學(xué)家和工程師都將利用該套系統（指Frontier）非凡的計算速度，來(lái)解決我們這個(gè)時(shí)代全人類(lèi)最具挑戰性的一些問(wèn)題。

神威·太湖之光的典型應用場(chǎng)景有藥物的分子動(dòng)力學(xué)模擬、3D渲染、數字水池和大氣動(dòng)力學(xué)等，比如天氣預報、霧霾預警、3D大片、新型材料和新型藥物的研發(fā)等，也就是說(shuō)，這些超算們的應用場(chǎng)景會(huì )涉及到國防、軍事、醫療、高能物理、工程設計、地震預測、氣象觀(guān)測、航天技術(shù)、國家高精尖科研的方方面面，無(wú)論實(shí)際需求還是長(cháng)遠意義都很重大。

這也是各大國不遺余力搞超算軍備競賽的真相！

我國超算，們早就擁有了設計一流芯片的能力。

我國的科研人員也早就想到了硬件上的限制，為了不被美國卡脖子，當初超算項目立項之際，就刻意避開(kāi)了X86\ARM\Risc-V\MIPS四大主流芯片架構，轉而選擇了有點(diǎn)冷門(mén)卻系出名門(mén)的Alpha 21364架構，基于A(yíng)lpha開(kāi)發(fā)拓展出了一套有自主知識產(chǎn)權的指令集，也就是后來(lái)的申威指令集。

2006年，國家超算無(wú)錫中心（江南所）設計出自主微結構的申威1，基于130nm制程工藝，單核心CPU，主頻只有900MHz，集成了5700萬(wàn)晶體管；

2008年，江南所推出了申威2，基于130nm工藝，雙核心CPU ，主頻抬升到1.4GHz；

2010年，申威1600橫空出世，基于65nm工藝，但是性能與功耗卻超越了當時(shí)的Intel，i7 980xe 6核心功耗130W，申威1600功耗僅70W，申威1600在1.1GHz的主頻率時(shí)，雙精度浮點(diǎn)運算能力達140.8G，而i7 980xe 6核心運行在3.2GHz頻率時(shí)，雙精度浮點(diǎn)只有107.55G;

2016年，神威·太湖之光用的申威26010，雙浮點(diǎn)峰值已達3.06TFIops，與Intel的Kight Landing處在同一水平，申威26010用落后英特爾和AMD幾乎2整代的工藝卻做出了不低于后兩者的性能，足見(jiàn)當初選擇Alpha 21364架構的明智與后續自研拓展指令集的優(yōu)勢。

如今，制程工藝上，限制較明顯，但可以選擇在功耗控制和堆核心上下力氣，花更多的精力，利用與代工廠(chǎng)深度合作的主頻優(yōu)化、自研架構&指令集方面的優(yōu)勢縮短硬件性能差距。

回到了前文的問(wèn)題，這幾年，神威和天河們發(fā)展得怎樣了？

早在2018年節點(diǎn)，我國已經(jīng)正式布署了神威、天河和曙光三種不同技術(shù)路線(xiàn)的E級超算（跟Frontier同水平線(xiàn)的百億億次/秒），其中天河3號原型機更是在當年7月就通過(guò)了驗收，同年8月5日，神威E級超算也順利通過(guò)了科技部專(zhuān)家組的驗收，同年10月24日，來(lái)自經(jīng)濟日報的一篇報道顯示，神威E級原型機、天河三號E級原型機和曙光E級原型機系統全部完成交付。

這說(shuō)明什么？說(shuō)明我們早已掌握了E級超算的相關(guān)技術(shù)鏈啊。

2022年4月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、國家海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)實(shí)驗室 、北京大學(xué)數學(xué)科學(xué)學(xué)院、無(wú)錫國家超級計算中心和中國海洋大學(xué)組成的聯(lián)合團隊，公布了一篇超算模擬復雜量子多體的文章。

據該文描述，在介紹高性能計算環(huán)境時(shí)提及了申威26010 Pro的架構，該CPU為申威26010的升級改進(jìn)款，擁有6個(gè)計算組，每個(gè)計算群有1個(gè)管理核心和64個(gè)計算核心，較之于僅有4個(gè)計算組的申威26010，單片性能至少提升50%，文章稱(chēng)呼為新一代神威超級計算機，似乎也印證著(zhù)該臺超算大概率即為神威·海洋之光。

11月15~17日，第24屆中國國際高新技術(shù)成果交易會(huì )在深圳召開(kāi)，深流微智能科技有限公司CTO Jerry在演講中直言“深流微作為國內唯一自研高能性圖形渲染GPU的廠(chǎng)商，擁有完全自主知識產(chǎn)權的GPU架構與微架構設計，其自研的XTS系列GPU可廣泛應用于A(yíng)I計算、虛擬現實(shí)和元宇宙等領(lǐng)域”。

隨著(zhù)我國算力網(wǎng)絡(luò )的進(jìn)一步布局，超算的應用前景將會(huì )更加廣闊，除了國家隊主導的超算之外，民企的算力中心發(fā)展速度也十分為驚人，據《河北日報》消息，阿里云于8月30日正式啟動(dòng)了張北超級智算中心，總算力高達逆天的12EFlops，一舉超過(guò)了9 EFlops的谷歌和1.8 EFlops的特斯拉，有了這樣的算力做保障，AI大模型訓紅、自動(dòng)駕駛、空間地理等人工智能探索都將如魚(yú)得水。

……

美國有Intel、AMD、高通等一眾芯片民企巨頭，我們也有華為、阿里、深流微等自主研發(fā)高手！

加油~

參考資料：

“神威·太湖之光”榮獲四次世界超級計算機冠軍——無(wú)錫新傳媒網(wǎng)

第60期全球超級計算機排行榜TOP 500榜單出爐——IT之家

全球超算TOP500強出爐！棄考一年，中國超算數量仍遙遙領(lǐng)先——新智元

太湖之光是怎么造出來(lái)的？——maomaobear

余鵬鯤：美國首臺E級超算，贏(yíng)在哪里？輸在哪里？——觀(guān)察者網(wǎng)

深流微智能CTO Jerry：國產(chǎn)GPU必將迎來(lái)難得的機遇，從而實(shí)現技術(shù)突破——新浪財經(jīng)

基于A(yíng)MD的Frontier系統問(wèn)鼎全球超級計算機TOP 500榜單——至頂頭條

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