中国超级计算机霸榜三年 下一代能完全领先美国吗？

　　从天河2号到神威·太湖之光，中国超级计算机（HPC）已经称霸TOP500榜单三年了，美国最快的超算还是多年建造的“泰坦”，当了三年多的TOP500老二。在下一代超算上，美国、中国以及欧洲、日本都启动了亿亿次（Exascale）超算研发，中国在E级超算上很可能继续领先，预计2020年前就建成，美国的E级超算要在2022-2023年才能研发出来，只不过说E级超算上说中国领先还早，因为美国的目标是研发出真实应用中达到1百亿亿次的超级计算机，计算效率以及能耗方面要比现在的超算有质的变化。

　　中国在超算排行榜上七次夺冠，但美国下一代超算会有革命性变化

　　E级超算是Exascale，计算性能也就是1000PFlops，百亿亿次量级的，而目前TOP500排名第一的是太湖之光浮点性能最高12.5亿亿次，因此E级超算性能性能大约是当前最强超算的10倍，大约是美国最强超算“泰坦”的50倍。

　　中国的超算这几年进步很快，不仅连续七次实现了TOP500夺冠，而且超算的核心处理器也在逐渐国产化，神威·太湖之光使用的就是中国研发的260核申威处理器。在E级超算上，中国也启动了至少三个项目——国防科大、中科曙光以及神威E级超算。

　　在下一代超算上，中国很可能在E级超算上再次领先，TOP500榜单联合创始人、田纳西大学教授Jack Dongarra表示“中国将在2020年前得到E级超算，美国的E级超算会在2022-2023年实现。”，虽然从公开报道中我们知道中国所谓2020年实现E级计算也只是原型机而已，不过看起来在时间进度上中国领先美国两三年时间还是有可能的。

　　但是中国下一代超算真的能完全领先美国吗？在实现处理器国产化之后，国内E级超算肯定也会探索内存系统、网络系统、存储系统以及计算效率、能耗等方面的问题，但美国的E级超算很可能实现一次质变，EETimes在采访美国研究人员时得知美国下一代超算不仅仅是性能提升，他们的重点是在真实环境应用中E级计算，包括AMD、IBM、Intel、HP在内的六家美国公司预计会在明年公布具体细节。

　　实际应用中达到E级性能意味着什么？要知道此前的HP超算虽然浮点性能惊人，但真实环境中受到各种因素制约，可用性能与理论性能相去甚远，以太湖之光为例，其理论性能为125.4PFLOPS，Linpack浮点性能93PFLOPS，HPL效率是74.16%，但在更具实战意义的HPCG性能（高度共轭梯度基准测试）中，太湖之光只有0.371PFLOPS，效率则只有0.3%，这比天河2号的1.1%还要低。

　　从这一点上来看，中国在HPC领域进步有目共睹，但中国科研人员也应该知道美国在HP领域依然有绝对的实力，这几年没有追求超算第一并不是技术不行，而是需求不足，而且他们是在憋大招，在探索超算效率、能耗方面的革命性提升，中国在这方面依然是追赶者，并不能掉以轻心。