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

神威·太湖之光沉默了？

北京時間11月15日，第60期全球超級計算機TOP 500強榜單重磅出爐，排名第一的是來自美國橡樹嶺國家實驗室的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。

來自中國的太湖之光和天河二號位列第7、第10名

曾幾何時，神威·太湖之光在全球超算圈可以說是風光無兩，自2016年面世后，便創造過一連串輝煌篇章：

它是世界第一臺峰值運算性能超過每秒10億億次浮點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理解創造四連冠的神威·太湖之光的算力的話，那就是，它運算1分鐘，相當于全球72億人不間斷運算32年！

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

從今年的榜單來看，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·太湖之光確實與冠軍的成績有差距，但很多網友沒搞明白的一點時，神威·太湖之光是2016年的產物，已經過去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理化學研究所計算科學研究中心，由此可見其研制時間在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，其最早的研制時間也剛好在2019年，也就是說，我國的神威·太湖之光投入運行3年后，這些后來者才著手研發新一代超算。

Frontier單排機柜內部

隔著3年的時差，6個代際的排名，但即便如此，我們的超算總體成績仍然令人矚目。

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

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運營商）執行副總裁、高性能計算和人工智能部門總經理Justin Hotard曾表示，前沿在速度和性能方面取得了突破，讓我們有機會解答那些以前甚至都不知道要問的問題。

美國橡樹嶺國家實驗室相關負責人Jeff Nichols表示，來自世界各地的科學家和工程師都將利用該套系統（指Frontier）非凡的計算速度，來解決我們這個時代全人類最具挑戰性的一些問題。

神威·太湖之光的典型應用場景有藥物的分子動力學模擬、3D渲染、數字水池和大氣動力學等，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等，也就是說，這些超算們的應用場景會涉及到國防、軍事、醫療、高能物理、工程設計、地震預測、氣象觀測、航天技術、國家高精尖科研的方方面面，無論實際需求還是長遠意義都很重大。

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，就刻意避開了X86\ARM\Risc-V\MIPS四大主流芯片架構，轉而選擇了有點冷門卻系出名門的Alpha 21364架構，基于Alpha開發拓展出了一套有自主知識產權的指令集，也就是后來的申威指令集。

2006年，國家超算無錫中心（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，雙精度浮點運算能力達140.8G，而i7 980xe 6核心運行在3.2GHz頻率時，雙精度浮點只有107.55G;

2016年，神威·太湖之光用的申威26010，雙浮點峰值已達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，足見當初選擇Alpha 21364架構的明智與后續自研拓展指令集的優勢。

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，利用與代工廠深度合作的主頻優化、自研架構&指令集方面的優勢縮短硬件性能差距。

回到了前文的問題，這幾年，神威和天河們發展得怎樣了？

早在2018年節點，我國已經正式布署了神威、天河和曙光三種不同技術路線的E級超算（跟Frontier同水平線的百億億次/秒），其中天河3號原型機更是在當年7月就通過了驗收，同年8月5日，神威E級超算也順利通過了科技部專家組的驗收，同年10月24日，來自經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。

這說明什么？說明我們早已掌握了E級超算的相關技術鏈啊。

2022年4月，中國科學技術大學、國家海洋科學與技術試點實驗室 、北京大學數學科學學院、無錫國家超級計算中心和中國海洋大學組成的聯合團隊，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境時提及了申威26010 Pro的架構，該CPU為申威26010的升級改進款，擁有6個計算組，每個計算群有1個管理核心和64個計算核心，較之于僅有4個計算組的申威26010，單片性能至少提升50%，文章稱呼為新一代神威超級計算機，似乎也印證著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成果交易會在深圳召開，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的廠商，擁有完全自主知識產權的GPU架構與微架構設計，其自研的XTS系列GPU可廣泛應用于AI計算、虛擬現實和元宇宙等領域”。

隨著我國算力網絡的進一步布局，超算的應用前景將會更加廣闊，除了國家隊主導的超算之外，民企的算力中心發展速度也十分為驚人，據《河北日報》消息，阿里云于8月30日正式啟動了張北超級智算中心，總算力高達逆天的12EFlops，一舉超過了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、自動駕駛、空間地理等人工智能探索都將如魚得水。

……

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——無錫新傳媒網

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先——新智元

太湖之光是怎么造出來的？——maomaobear

余鵬鯤：美國首臺E級超算，贏在哪里？輸在哪里？——觀察者網

深流微智能CTO Jerry：國產GPU必將迎來難得的機遇，從而實現技術突破——新浪財經

基于AMD的Frontier系統問鼎全球超級計算機TOP 500榜單——至頂頭條

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