美国的最新禁运,会让我国下代超算遭丧命冲击
来源:中投公司网 发表于2019-07-05 14:55:16 编辑:邢菲
摘要: 最近这几天,有许多美国媒体乐祸幸灾,以为我国超算职业将遭到丧命冲击,离开了美国的CPU,我国将造不出超算。现实是这样的吗?这个禁令对我国的超

   最近这几天,有许多美国媒体乐祸幸灾,以为我国超算职业将遭到丧命冲击,离开了美国的CPU,我国将造不出超算。现实是这样的吗?这个禁令对我国的超算职业有什么影响?

   据多家媒体报导,在当地时刻6月21日,美国商务部以国家安全为由,再次将我国的5家实体列入进出口控制的实体清单,制止它们从美国的供货商收购零部件,相关决定于6月24日收效。这五家实体与我国超算职业的 三巨子 中的两位相关,涉及到 曙光 和 威风 两款超算。这五家实体中的江南核算技能研究所便是 威风 超算的研制制作单位。而其他四家实体,中科曙光,天津海光(Higon)、成都海光集成电路、成都海光微电子技能全都与 曙光 系列超算有关。

   最近这几天,有许多美国媒体乐祸幸灾,以为我国超算职业将遭到丧命冲击,离开了美国的CPU,我国将造不出超算。现实是这样的吗?这个禁令对我国的超算职业有什么影响?本文将对这个问题进行详细剖析。

   首要,美国为什么要再次对我国超算企业进行制裁?

   实际上,早在2019年头,美国商务部就将我国的四大超算中心列入了禁运清单。这源于美国长久以来的焦虑:在大约40年中,我国的超算职业从完全进口美国产品,到购买美国的CPU自己制作超算,再到运用自己的CPU和加快器制作超算; 从只要几台超算,在全国际超算商场里何足挂齿,到具有超算的数量全球榜首,大大超越美国;从具有的超算功能低下排不上号,到称霸全球最快超算排行榜榜首名多年;我国超算职业走出了一条完美的逆袭之路。

   国际超算安排top500.org每半年推出一次全球最快的500台超算排行榜。本年6月刚刚推出了最新的榜单。全球最快的500台超算数量按国家的分布图如下:

   ▲数据来源于top500.rog,由笔者收拾

   TOP500榜单中,我国超算的数量到达了219台,占全球的44%,国际榜首;美国以116台的数量占全球的23%,比我国落后甚多。

   要知道,在仅仅一年前的2019年6月,我国在TOP500中的超算总数仍是206台,美国仍是124台。这一年中,我国又有了前进,美国又在让步。从趋势来看,我国的优势会越来越大。

   由于超算在军事,科研和经济中的巨大作用,美国心里的焦虑是能够了解的。他们急于抑制住我国的开展势头,所以就把商业诚信和公正交易准则仍进下水道,祭出了禁运大法。那么,这次的禁运办法对我国超算职业有什么影响?

   对我国正在研制中的三台E级超算影响不大

   在2019年夏天,美国的超算SUMMIT总算排上了TOP500的榜首名,把霸榜多年的我国 太湖之光 挤到了第二名,它比 太湖之光 快60%左右;接着,美国的另一台超算Sierra投入运用,它以弱小的优势把 太湖之光 挤到了第三位。

   美国的媒体振奋起来,一改多年的缄默沉静,开端揄扬下一代E级超算的威力。所谓E级超算,是指每秒钟运算一百亿亿次的超级核算机,比SUMMIT还好快许多倍。美国的E级超估计划在2021年左右投入运用,而我国为E级超算预备了三个计划,悉数运用国产CPU和加快器,也计划在2020到2021年期间连续投入运用。

   这儿需求介绍一下加快器,超算的中心部件不止是CPU,由于超当作的是密布的科学核算作业,CPU履行这样的核算使命并不是功率最高的,具有许多运算单元的加快器处理器的功率更高,比较典型的加快器芯片便是Nvidia公司的通用型GPU,以及英特尔公司的至强Xeon Phi处理器。

   最近几年呈现的超算有一个趋势,便是运用一颗CPU带多颗加快器的架构,核算使命首要由加快器芯片完结,CPU首要做和谐,通讯和分配使命的作业。

   那么,美国的这次禁运对咱们的E级超算有什么影响呢?让咱们来细心看看。

   我国为下一代E级超算预备的三套计划,全都运用国产CPU和加快器芯片:

   银河三号E级超算:

   2019年5月19日,国家超算天津中心展现了银河三号原型机,在2019年末投入运用。银河三号的全装备主机计划在2020年投入运用,功能计划为1EFlops. 银河三号将运用国产飞扬FT2000plus或许后续类型的CPU,以及国防科技大学的Matrix2000plus或许后续类型的加快器芯片。

   飞扬CPU选用ARM架构。

   Matrix2000加快芯片是国防科大的通用DSP芯片,GPDSP,就像英伟达公司通用GPU(GPGPU)那样,DSP(数字信号处理器)也具有许多的运算单元。

   威风E级超算:

   威风系列超算是由江南核算机研究所研制的。2019年7月威风E级原型机落户于国家超算济南中心,需求三年左右的研制时刻,将在2021年正式投入运用。威风的CPU肯定是申威系列的最新类型,加快器或许也会选用Matrix2000plus或许其后续类型。

   申威系列CPU脱胎于DEC Alpha处理器架构。

   曙光E级超算:

   中科曙光首要运用X86架构的CPU。在最新的TOP500榜单里,共有曙光公司制作的63台超算。除了一台以外,其它62台悉数运用英特尔的至强CPU,有些超算还运用了英伟达的Tesla加快器芯片。

   猛的一看,好像这次禁运对曙光公司是丧命的冲击。由于英特尔和英伟达的芯片今后都买不到了。可是,曙光公司早就有了全国产化布局。隐秘就在这62台之外的那一台超算上。

   CPU:

   这台类型为TC8600的超算是2019年投入运用的,它的CPU选用的是天津海光公司的Hygon Dhyana处理器,32核,2Ghz频率。天津海光公司在2019年头得到了美国AMD公司的榜首代ZEN架构的永久授权,起点适当高,要知道AMD公司在2019年才推出第二代ZEN2的架构。海光3000系列CPU运用的是x86通用架构,完全支撑Windows10 Pro, Windows Server2019, Linux Centos 7.x等干流操作体系,而且还有相似AMD EPYC的服务器版,最多32核64线程,根底频率2.0GHz,加快频率可达3.0GHz,而且涵盖了从4核到32核在内的多个产品线。

   在这次禁运发布后,海光公司无法再得到AMD新的产品架构授权,但这并不影响现已得到的授权。海光公司现已组建了超越500人的研制团队,有才能在现已得到的授权的根底上,进一步开发新的产品,提高CPU的功能。这也意味着未来X86架构的CPU在我国或许会产僵硬分叉,咱们将从此与美国各奔前程,走出自己的路来。

   加快器芯片:

   而这台曙光超算的加快器芯片更有意思:它的名称为Deep Computing Processor。依据揭露的新闻报导,曙光的加快器芯片是根据我国寒武纪公司的AI处理器架构研制的,全球绝无仅有。曙光公司的通稿上说: 2019年11月,曙光根据寒武纪低功耗深度学习处理器,首先推出PHANERON,引起业界广泛重视。时隔6个月,寒武纪发布功能更为微弱的MLU100,曙光同步晋级PHANERON产品,并发布一系列搭载寒武纪MLU100的服务器产品,保持着在智能服务器范畴的继续抢先

   这意味着曙光TC8600超算应用于AI范畴将具有极大的优势。

   未来曙光公司的E级超算,应该便是根据海光公司的最新CPU和曙光自己规划的PHANERON AI加快芯片的最新版别。

   由此也能够看出美国商务部的这次禁运,也底子影响不了曙光公司的E级超算产品。

   禁运或许对曙光公司的商用超算产品线的影响巨大

   咱们还需求看到,由于曙光公司的首要产品线都是根据英特尔的CPU和英伟达的加快器芯片,在这次禁运之后,这些产品线都难以为继了。从商业层面来说,对曙光公司的影响巨大。可是好在曙光有了全国产的CPU和加快器芯片代替产品。咱们能够从排名第43的曙光TC8600和排名第88位的曙光TC4600LP/W740l这两台超算的测试数据看出一些细节来:

   表格来源于top500.org,笔者进行收拾剖析

   曙光TC4600LP超算是根据英特尔至强CPU和英伟达Tesla加快器的产品。从以上测试数据来看,运用国产CPU和加快器的TC8600超算,在运用了3倍多的CPU中心数量以及5倍左右的加快器中心数量的情况下,跑分只不过添加到了1.4倍到1.7倍。可是功耗下降了许多,功耗功率提高了3倍多。

   笔者剖析这首要是由于TC8600选用的AI加快器并不适宜传统的浮点运算,它仅仅在AI运算上具有巨大优势。

   这也意味着,曙光公司缺少适宜的加快器芯片,来提高体系的浮点运算才能。这或许会对曙光公司的商业开展发作晦气影响。

   或许曙光公司的未来出售重点将转向AI运算。可是,也不扫除未来曙光公司开发根据国产Matrix2000加快芯片的产品。

   在这儿有必要介绍一下,为何曙光公司不能抛弃X86架构的CPU。

   全球TOP500强的超算100%都运用Linux操作体系的不同发行版。这些版别都为各自的CPU和加快器芯片做了优化。 而在超算上跑的应用软件也会遭到CPU架构的影响。

   从现在来看,对X86架构优化的Linux体系最老练,应用软件最多,程序开发最简单,整个软件生态体系最老练,安稳。而国产申威和飞扬CPU的体系则有些缺乏,软件东西为它们优化得少,编程也有些费事,体系bug也较多,整个软件生态体系仅仅处理了可用,离X86体系那样的好用依然有必定间隔。

   所以,不管从国家的战略方面,仍是从曙光公司的商业远景而言,X86架构都是应该坚持做下去的。

   我国半导体制作技能的前进将极大地推动国产超算CPU和加快器芯片的功能

   我国的半导体制作业长期以来是咱们最大的短板。在台积电和三星电子现已量产7纳米工艺,英特尔现已小规模量产10纳米工艺的时分,我国现在最先进的半导体制作工艺仍是中芯国际的28纳米工艺。

   而在上面说到的国产CPU,要么运用国产较落后的工艺,自主功能够确保,但功能落后;要么在海外找半导体代工企业出产,功能能够提高,但自主性无法得到确保,说不定什么时分就会被掐脖子。

   但这个状况很快就要完毕了。中芯国际在2019年8月的第二季度业界陈述中宣告,其14纳米出产工艺取得了重大进展,榜首代FinFET技能研制现已进入了客户导入阶段。而正式量产则计划在2019年中期。所以,很快,咱们就会具有自己的14纳米半导体出产工艺了。

   14纳米有多凶猛?要知道,现在英特尔一切的台式机和服务器芯片都是14纳米的。英特尔在刚刚曩昔的台北电脑展上宣告会小规模量产10纳米工艺的低电压笔记本电脑处理器,而且估计未来几年14纳米依然是它的主力工艺。只要AMD在台积电的代工下,刚刚宣告完成了CPU的7纳米工艺出产。

   假如国产超算CPU和加快器芯片都运用中芯国际的14纳米工艺出产,它们的功能将会得到一个腾跃。

   美国终将搬起石头砸自己的脚

   实际上,美国在2019年对我国的四大超算中心的禁运,现已砸了它自己的脚:英特尔的至强Phi加快器芯片停产。

   ▲图为美国《个人核算机》杂志当年对美国封杀我国四大超算中心,制止因特尔供给至强Phi加快器芯片给它们的报导

   笔者在这儿列一些现实:

   我国的银河2号超算别离运用了3.2万颗Xeon E5 CPU和4.8万颗Xeon Phi加快器。

   关于Xeon Phi的销量,Intel CEO曾表明过2019年的方针是10万颗出货量。

   可见,单单我国的银河2号就能到达Intel 2019年约一半的Xeon Phi销量。

   2019年4月9日,美国商务部宣告对我国的四家超算中心禁运英特尔的至强Xeon处理器和至强Phi加快器芯片。

   2019年6月18日,至强Phi 7290/7250加快器价格直接腰斩。到2019年8月24日,英特尔宣告至强 Phi 7200系列协处理器加快卡进入停产退市进程。

   ▲图为美国《个人核算机》杂志在当年的报导中也说到我国商场关于因特尔这一芯片的重要性,以及美国禁令将给因特尔带来沉重冲击

   笔者毫不置疑英特尔至强Phi加快器芯片的停产便是由于对我国的禁运。这乃至影响到了美国下一代E级超算的开发。美国的E级超算,CPU可挑选英特尔和AMD的X86处理器以及IBM的Power处理器,而加快器芯片现在只要一个挑选,便是英伟达的通用GPU。

   那么美国商务部的这次禁运会有什么成果呢?笔者信任,在咱们自给自足的尽力之下,几年之后,国际上会呈现几个新的超算CPU生态圈,完全打破美国的独占。

  

   实际上,美国《纽约时报》和《华尔街日报》也都不以为美国政府的这一冲击我国超算的行为会阻止我国的开展。这两家媒体采访几位不同的美国超算专家就表明,美国政府的行为尽管短期内或给我国的超算开展带来阻止,却也会愈加坚决我国开发本乡技能替换美国科技的决计。

   而一件必定会要发作的事,便是在2020年和2021年,我国有三台E级超算将会冲击TOP500排行榜的冠军方位,把美国超算踢下去。让美国看看,谁才是超算范畴的王者!

  

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