廖湘科

超級(jí)計(jì)算機(jī)(以下簡(jiǎn)稱“超算”)，是具有超強(qiáng)計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)，能夠執(zhí)行個(gè)人電腦無法處理的大資料量與高速運(yùn)算，是計(jì)算機(jī)中功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快、存儲(chǔ)容量最大的一類。超算多用于國(guó)家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究，是體現(xiàn)國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)中的“珠穆朗瑪峰”。[1]

超算的研制水平長(zhǎng)久以來一直被當(dāng)作一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力及其創(chuàng)新能力的象征，制造強(qiáng)大的超算，已被視為衡量一國(guó)科研實(shí)力的重要指標(biāo)。超算在軍事、經(jīng)濟(jì)、航天、核能、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，包括核爆試驗(yàn)和航天飛行器飛行試驗(yàn)的模擬計(jì)算、制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展計(jì)劃、生命科學(xué)基因分析、大氣運(yùn)動(dòng)和天氣變化的預(yù)測(cè)等方面都發(fā)揮著無可替代的巨大作用，具有舉足輕重的意義。對(duì)現(xiàn)代國(guó)家來說，超算是增強(qiáng)研發(fā)能力和工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的不可或缺的一環(huán)，日益成為現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)行的基本支柱，是氣象傳播、星空傳播(飛船傳播)、智能傳播、未來網(wǎng)絡(luò)傳播等現(xiàn)代傳播和未來傳播的強(qiáng)力引擎。

一、 超算的“國(guó)家級(jí)”戰(zhàn)略地位

一言以蔽之，超級(jí)計(jì)算機(jī)目前主要是用來完成國(guó)家科研、工程項(xiàng)目中繁重的計(jì)算任務(wù)的，從本質(zhì)上來說是一個(gè)大規(guī)模的計(jì)算工具。

從技術(shù)角度簡(jiǎn)要而言，家用電腦一般只有一顆CPU(GPU),每顆CPU內(nèi)通常只有2—8個(gè)物理核心。而一般的超算有成千上萬顆CPU，每顆CPU內(nèi)通常有幾十個(gè)物理核心，這么大數(shù)量的CPU是為了通過并行計(jì)算，完成繁重的計(jì)算任務(wù)的。舉例來說，在航天飛行器制造領(lǐng)域，需要經(jīng)常計(jì)算飛行器附近空氣的流動(dòng)數(shù)據(jù)，以及飛行器本身的受力情況。最常用的計(jì)算方法是，把空氣和機(jī)體分割成若干個(gè)小塊，分別計(jì)算每個(gè)小塊的運(yùn)動(dòng)和受力數(shù)據(jù)，再整合起來得到整體的運(yùn)動(dòng)和受力情況。一般來說，分割得越精細(xì)，每個(gè)小塊越小，計(jì)算越準(zhǔn)確。但魚與熊掌不可兼得，分割得越精細(xì)，計(jì)算量也越大。假如要把一個(gè)1立方米的立方體分成1立方毫米的小方塊，那么就要對(duì)10億個(gè)小方塊進(jìn)行計(jì)算。如果用單個(gè)CPU核心，需要連續(xù)做10億次運(yùn)算，做完整個(gè)過程的運(yùn)算可能要花上一整天。而如果有10個(gè)CPU核心，那就可以把這10億個(gè)方塊分成10份，每個(gè)CPU核心只要計(jì)算1億個(gè)方塊，然后把得到的結(jié)果整合起來就行。這樣大約能快上10倍，兩個(gè)小時(shí)就能算完了。

在各大國(guó)的科研和工程領(lǐng)域，有數(shù)不勝數(shù)的類似這樣的計(jì)算任務(wù)，例如，原子基本性質(zhì)的量子力學(xué)計(jì)算、藥物反應(yīng)過程的分子動(dòng)力學(xué)模擬、黑洞碰撞的相對(duì)論模擬、橋梁設(shè)計(jì)中的受力計(jì)算等。這些復(fù)雜的問題，如果用單個(gè)CPU核心計(jì)算，可能要花上幾個(gè)月甚至是幾年的時(shí)間才能得到結(jié)果。毫無疑問,這么長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間是難以接受的，所以人類需要用多個(gè)CPU核心進(jìn)行并行計(jì)算以提高效率，集成大量CPU于一身的超級(jí)計(jì)算機(jī)就“應(yīng)需而生”了。

超算的核心價(jià)值在于從基礎(chǔ)科學(xué)、材料、生物醫(yī)藥、金融、航天、軍事，甚至未來的宇宙理論與太空探勘發(fā)展，幾乎所有“高精尖”領(lǐng)域乃至許多普通行業(yè)都需要“高性能計(jì)算”的支持。通過國(guó)家力量的投入，超算已形成未來推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的強(qiáng)勁利器。

有經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技研發(fā)實(shí)力作支撐的各大國(guó)，自然早就意識(shí)到超算蘊(yùn)含的巨大價(jià)值。超級(jí)計(jì)算機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)背后，是各大國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的擘劃，超算的研發(fā)成為推動(dòng)人類社會(huì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

二、超算的“顛覆性”影響

除了軍事和科技用途，超算也可成為支撐生產(chǎn)資源分配，提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，改善國(guó)民生活質(zhì)量的重要一環(huán)。當(dāng)前，由于超算的算力對(duì)于人類社會(huì)的影響越來越深，擁有足夠強(qiáng)大的算力，對(duì)整體社會(huì)的發(fā)展脈絡(luò)更能有效控制，讓國(guó)家能夠更有效率地管理與發(fā)展，讓人民生活更加幸福。

(一)支撐移動(dòng)快捷支付全覆蓋

經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)金融服務(wù)的要求就是“快”和“準(zhǔn)”，比如國(guó)民普遍使用的移動(dòng)掃碼支付，要求顧客付款后，金額要在很短的時(shí)間內(nèi)到賬或記賬，且不能出錯(cuò)，這種情況下，如果沒有超算的支撐是不可能實(shí)現(xiàn)的。

近年來我國(guó)能后來居上，成為移動(dòng)支付第一大國(guó)，超算在背后發(fā)揮著巨大作用。目前，眾多實(shí)體店，包括超市、餐廳、便利店、咖啡店等在技術(shù)上，早已實(shí)現(xiàn)無排隊(duì)結(jié)賬，甚至如2017年7月阿里巴巴公司落戶杭州的無人超市“淘咖啡”，顧客只需帶上移動(dòng)終端設(shè)備——手機(jī)，進(jìn)店選商品，手機(jī)支付，拿貨走人，全程無需任何管理人員或店員在場(chǎng)。移動(dòng)快捷支付體系的發(fā)達(dá)帶動(dòng)了用戶市場(chǎng)的迅速拓展，極大提升了國(guó)民經(jīng)濟(jì)與生活的效率。

(二)實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)化

一方面，覆蓋我們?nèi)珖?guó)的鐵路、公路、航空、船運(yùn)交通網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其運(yùn)力的監(jiān)測(cè)、調(diào)度和分配，都必須依靠超算的強(qiáng)大算力才能實(shí)現(xiàn)。另一方面，超算還可用來研究和改進(jìn)汽車、飛機(jī)或輪船等交通工具的空氣流體動(dòng)力學(xué)、燃料消耗、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、防撞性，幫助提高乘坐者舒適度、減少噪音等，所有這些都具有潛在的經(jīng)濟(jì)和安全收益。[2]

并且，當(dāng)需要做精細(xì)化的高鐵模型進(jìn)行仿真試驗(yàn)，研究鐵路軌道結(jié)構(gòu)、地基，臨近建筑物的響應(yīng)等的時(shí)候，也需要借助超算來完成。另外，傳統(tǒng)交通運(yùn)輸系統(tǒng)向智能交通系統(tǒng)轉(zhuǎn)化過渡的速度正在加快，不僅是高鐵動(dòng)車、家用汽車、貨運(yùn)卡車，甚至飛機(jī)、輪船都有可能實(shí)現(xiàn)無人駕駛，在不遠(yuǎn)的未來，當(dāng)無人駕駛成為社會(huì)普遍需求時(shí)，其所需要借助的龐大算力，更離不開強(qiáng)大的超算的支持。

(三)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力與生產(chǎn)安全社會(huì)化

當(dāng)一國(guó)的所有資源稟賦(包括人力)、需求、供給都可以被精確計(jì)算，并用適當(dāng)冗余覆蓋的時(shí)候，國(guó)家將會(huì)爆發(fā)出極為驚人的巨大生產(chǎn)力，唯有超算能夠滿足這樣的要求。通過超算的模擬，國(guó)家可以制定相對(duì)最合理適配的經(jīng)濟(jì)政策與制度，并及時(shí)根據(jù)超算對(duì)市場(chǎng)供需的計(jì)算，對(duì)宏觀生產(chǎn)做出調(diào)控與指導(dǎo)。面對(duì)金融體系的科技化、網(wǎng)絡(luò)化以及區(qū)塊鏈化趨勢(shì)，我們也需要超算龐大的算力在背后推動(dòng)。雖然目前通過超算還難以預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)走勢(shì)，但超算已可以為我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速發(fā)展提供保障。

三、超算的引擎動(dòng)力

在大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛的當(dāng)今時(shí)代，現(xiàn)代傳媒行業(yè)的傳播技術(shù)、傳播手段、傳播渠道等傳播體系也發(fā)生了本質(zhì)性的改變，而超算則是未來超級(jí)傳播的引擎動(dòng)力。篩選過載的信息資源中的價(jià)值點(diǎn)，利用廣度和深度的選題研判支持媒體決策，在海量資源中通過提供知識(shí)服務(wù)來輔助媒體創(chuàng)作更有價(jià)值的原創(chuàng)內(nèi)容，量化傳播數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)內(nèi)容播發(fā)全流程閉環(huán)，幫助媒體重建與用戶之間的關(guān)系連接，讓內(nèi)容創(chuàng)作與用戶個(gè)性化需求之間建立匹配等，都可以直接或者間接地依靠超算來推動(dòng)。

互聯(lián)網(wǎng)之父蒂姆·伯納斯·李爵士曾預(yù)測(cè)：“新聞的未來，是分析數(shù)據(jù)?！睆那拔覀兩a(chǎn)新聞，未來我們生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及提供相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)。媒體行業(yè)一直在說“內(nèi)容為王”，但如今更需要對(duì)海量?jī)?nèi)容進(jìn)行分析、挖掘、關(guān)聯(lián)和個(gè)性化投放的能力，且不能局限在新聞的傳播，傳播內(nèi)容的形態(tài)、內(nèi)涵和外延都在發(fā)生深刻、劇烈的變化，用戶和用戶行為是內(nèi)容的重要組成部分。因此，信息智能匹配將是超算、大數(shù)據(jù)和傳媒業(yè)三方融合的精髓，以此實(shí)現(xiàn)內(nèi)容生產(chǎn)傳播與用戶個(gè)性化需求之間的智能匹配。

未來，搭載超算的智能傳播平臺(tái)是媒體轉(zhuǎn)型探索的重要實(shí)踐組成，也是媒體融合的技術(shù)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)?；诔愫痛髷?shù)據(jù)的智能傳播平臺(tái)的建設(shè)，將帶動(dòng)傳統(tǒng)媒體與新媒體融合發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)媒體服務(wù)行業(yè)等一批戰(zhàn)略性現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)同步發(fā)展。平臺(tái)通過創(chuàng)新體制機(jī)制，以大數(shù)據(jù)為要素、發(fā)揮信息技術(shù)助推器的作用，推動(dòng)媒體全方位地做大、做強(qiáng)，形成探索現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展的新抓手，積極推動(dòng)了傳統(tǒng)媒體與新興媒體在內(nèi)容、渠道、平臺(tái)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面的深度融合，拓展傳播渠道與影響力。[3]

(一)超算推動(dòng)智能傳播發(fā)展

超算能夠深度推進(jìn)時(shí)下風(fēng)頭正勁的人工智能改革。對(duì)人們而言，想要分辨一只貓、一條狗，只需要用短短一兩秒鐘看上一眼即可。但同樣的要求過去對(duì)機(jī)器來說，往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間。由于計(jì)算機(jī)本身是無法理解圖像、聲音這些數(shù)據(jù)信息的，所以，如果想讓機(jī)器變聰明，就要將實(shí)際問題先轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，即數(shù)學(xué)建模和求解。在這一過程中，科學(xué)家和計(jì)算機(jī)工程師將任務(wù)分解成多個(gè)抽象層次去處理，不同的層次間又相互疊加，即本層的輸出是高一層的輸入，同時(shí)還要完成層與層之間的監(jiān)督和調(diào)度，這種海量信息處理如果沒有超算的協(xié)助，是不可能完成的。隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，超算與人工智能的結(jié)合將是全方位的。

例如，智能交通傳播方面，預(yù)計(jì)無人駕駛汽車將于2020年在中美等大國(guó)被廣泛使用。2017年10月，美國(guó)的英偉達(dá)公司推出了專門針對(duì)Level5無人駕駛的超算Pegasus(神馬)，Pegasus每秒可完成320萬億次浮點(diǎn)計(jì)算，功耗為500瓦。這臺(tái)超算雖只有車牌大小，但其AI性能可以抵得上100臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器，也可以對(duì)比人腦的計(jì)算能力，英偉達(dá)公司由此成為首個(gè)提供完整Level4/Level5自動(dòng)駕駛堆棧的廠商。同時(shí)，谷歌、特斯拉、百度、英特爾、高通等業(yè)界領(lǐng)先的廠商也在抓緊研制針對(duì)更高等級(jí)無人駕駛的超算。

國(guó)家的政府部門將來可能會(huì)依賴于人工智能技術(shù)來探測(cè)和預(yù)測(cè)犯罪。后臺(tái)搭載超算的無人機(jī)將能自動(dòng)處理錄像，使快速發(fā)現(xiàn)異常行為成為可能，通過預(yù)測(cè)犯罪時(shí)間和犯罪地點(diǎn)，來讓執(zhí)法部門在最合適的時(shí)間迅速采取行動(dòng)，同時(shí)也可以監(jiān)控可能存在的警察暴力執(zhí)法或其它不當(dāng)行為。無人機(jī)與超算的結(jié)合，將使維護(hù)公共安全的智能系統(tǒng)更加完善。

對(duì)于智能機(jī)器人傳播而言，預(yù)計(jì)在未來的15年里，不論是在家用還是服務(wù)業(yè)中，機(jī)器人將變得更加普及，機(jī)器人可以運(yùn)送包裹，也可以打掃辦公室或做家庭清潔工作等。移動(dòng)芯片制造商已在嘗試將超算的算力壓縮到機(jī)器人芯片上，這無疑將極大提升機(jī)器人的計(jì)算能力，從而帶動(dòng)機(jī)器人學(xué)習(xí)和感知能力的發(fā)展，加速機(jī)器人與人類的互動(dòng)。如今還屬于實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人手臂，到2025年左右很可能將演變成電子設(shè)備消費(fèi)品。

(二)超算支撐物聯(lián)網(wǎng)傳播實(shí)現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)是人與物、物與物的連接。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)還是互聯(lián)網(wǎng)，只不過終端不再是計(jì)算機(jī)(PC、服務(wù)器)，而是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其配套的傳感器。這是計(jì)算機(jī)科技發(fā)展的必然結(jié)果，為人類服務(wù)的計(jì)算機(jī)已呈現(xiàn)出各種形態(tài)，如穿戴設(shè)備、家庭環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)裝備、空氣凈化器產(chǎn)品等。只要有硬件或產(chǎn)品連網(wǎng)上，發(fā)生數(shù)據(jù)交互，就稱為物聯(lián)網(wǎng)?？偠灾?，物聯(lián)網(wǎng)的核心一是傳感器，二是物聯(lián)網(wǎng)連接的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，三是應(yīng)用。但就物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展來說，最終還是要通過計(jì)算將其變成可用的信息，因而可以說物聯(lián)網(wǎng)是由傳感器、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算能力組成的基于互聯(lián)網(wǎng)的無數(shù)種應(yīng)用。

傳感器可以被安置在太空、海洋、沙漠、森林、城市等全球任何角落，形成互聯(lián)網(wǎng)虛擬感覺系統(tǒng)，這些傳感器能夠源源不斷地向互聯(lián)網(wǎng)虛擬的大腦中樞傳送世界各個(gè)方面的“神經(jīng)信號(hào)”和感覺信息，[4]把感應(yīng)器嵌入和裝備到電網(wǎng)、鐵路、公路、橋梁、隧道、供水系統(tǒng)、大壩、油氣管道、建筑物等設(shè)施中去，并將其普遍連接、形成一張物聯(lián)網(wǎng)，[5]而要將這樣巨大的“物聯(lián)網(wǎng)”與互聯(lián)網(wǎng)整合起來，必須通過超算強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力才能實(shí)現(xiàn)?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)想要突破技術(shù)上的瓶頸，迎來類似當(dāng)初互聯(lián)網(wǎng)那樣的爆發(fā)式發(fā)展，借助超算對(duì)海量信息的計(jì)算能力是必不可少的，超算可以真正使物理系統(tǒng)與人類社會(huì)整合起來，使物聯(lián)網(wǎng)能夠面向大眾，服務(wù)大眾市場(chǎng)，解決當(dāng)前的需求性問題。而這將有可能是又一場(chǎng)人類的信息技術(shù)革命。

(三)超算推動(dòng)氣象傳播、安全傳播變革

借助超算預(yù)測(cè)氣候變化，可以減輕氣候變化給國(guó)民帶來的風(fēng)險(xiǎn)。超算可以用于模擬空氣、水質(zhì)污染，模擬地震等自然災(zāi)害，極大地提升氣象傳播的準(zhǔn)確率、預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)，對(duì)氣象傳播產(chǎn)生革命性的變革。目前對(duì)于火山、地震、海嘯等強(qiáng)災(zāi)害性氣象預(yù)測(cè)，世界尚未形成有效的模型。其根本在于數(shù)據(jù)收集、模型建立、模型訓(xùn)練等環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與計(jì)算環(huán)節(jié)。隨著超級(jí)計(jì)算的發(fā)展、氣象數(shù)據(jù)的積累，氣象傳播的時(shí)效性、準(zhǔn)確性都將極大地提升。此外，針對(duì)本地和國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行的恐怖主義活動(dòng)，甚至可以對(duì)大量人口的行為進(jìn)行模擬，國(guó)家和政府可以通過這種模擬試驗(yàn)，監(jiān)控和預(yù)防污染和災(zāi)難，并針對(duì)恐怖主義及犯罪活動(dòng)采取更完備的應(yīng)對(duì)措施，以此最大程度地保障居民人身與財(cái)產(chǎn)安全，減少國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失。

(四)超算實(shí)現(xiàn)宇宙?zhèn)鞑?chuàng)新

未來的世界是大宇宙化發(fā)展的世界，人類探索的視野和步伐必將從地球邁向太陽(yáng)系、銀河系，乃至整個(gè)宇宙。而在宇宙探索中，通信傳播的基礎(chǔ)更是要依靠超級(jí)計(jì)算機(jī)。通過中心化的超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，各個(gè)宇宙航天器和探索裝置可以與地球?qū)崿F(xiàn)直接傳播；通過分布式超級(jí)計(jì)算機(jī)，各個(gè)宇宙航天器之間可以直接相互定位發(fā)送量子信號(hào)，在宇宙間實(shí)現(xiàn)量子化的宇宙?zhèn)鞑?。宇宙?zhèn)鞑ケ貙⒋蚱茣r(shí)間、空間的壁壘，將宇宙各處的信息收集匯總，進(jìn)行分析，為人類保護(hù)地球、邁向宇宙、開發(fā)其他星球奠定超級(jí)計(jì)算和傳播技術(shù)的基礎(chǔ)。

四、中國(guó)引領(lǐng)世界超算的未來發(fā)展

20世紀(jì)60年代，我國(guó)的航天科技人員為第一顆人造衛(wèi)星早日上天而日夜奮戰(zhàn)時(shí)，重要的任務(wù)之一就是計(jì)算衛(wèi)星在太空中運(yùn)行的軌道。當(dāng)時(shí)所能使用的還是功能和效率都十分落后、需要手工操作的半自動(dòng)手搖式計(jì)算機(jī)，計(jì)算員們24小時(shí)不間斷地，像工廠里的工人一樣“三班倒”，才終于算出了“東方紅一號(hào)”的軌道數(shù)據(jù)。當(dāng)計(jì)算任務(wù)實(shí)在緊迫時(shí)，甚至動(dòng)用了算盤。如今面對(duì)航天任務(wù)中龐大的計(jì)算量，航天科技工作者們不再發(fā)愁，因?yàn)樗麄円呀?jīng)可以動(dòng)用運(yùn)算速度在世界數(shù)一數(shù)二的超級(jí)計(jì)算機(jī)。倘若我們的計(jì)算技術(shù)還停留在手工計(jì)算的那個(gè)年代，這將是一個(gè)不可能完成的任務(wù)，即便動(dòng)員全國(guó)人民一起幫航天部門計(jì)算，每人每秒完成一次運(yùn)算，計(jì)算任務(wù)要求在1秒內(nèi)完成的運(yùn)算量，也足夠全國(guó)人民算上兩三個(gè)月。以往“土法煉鋼”，或分頭進(jìn)擊的方式已無效率可言。

我國(guó)真正開始發(fā)展超算是在約十年前，雖然起步較晚，但發(fā)展速度極為迅速。我國(guó)超算的研發(fā)最初是吸收外國(guó)技術(shù)，之后逐步產(chǎn)生自身的技術(shù)。在超級(jí)計(jì)算機(jī)界，每隔一段時(shí)間就要篩選出全球計(jì)算能力最強(qiáng)的500臺(tái)超算，發(fā)布到一個(gè)被稱為TOP500的排行榜中。2001年前，TOP500中沒有一臺(tái)中國(guó)超算，僅僅9年之后，部署在天津的“天河一號(hào)A”超算以0.2566億億次/秒的實(shí)測(cè)浮點(diǎn)運(yùn)算能力奪得TOP500第一的寶座。2013年，部署在廣州的“天河二號(hào)”以3.386億億次/秒的實(shí)測(cè)浮點(diǎn)性能，讓我國(guó)的超算重回世界第一的位置。直到今年6月25日，美國(guó)超算Summit(頂點(diǎn))以峰值計(jì)算性能每秒20億億次(200 PFlops)的速度， 超越去年蟬聯(lián)世界第一、 峰值性能為每秒12.5億億次的我國(guó)“神威·太湖之光”超算，成功問鼎全球運(yùn)算性能最強(qiáng)大、最智能的科研超級(jí)計(jì)算機(jī)，奪回了世界第一，而此前我國(guó)的超算已連續(xù)占據(jù)TOP500榜單冠亞軍位置達(dá)5年之久。《紐約時(shí)報(bào)》用一個(gè)直觀的標(biāo)題這樣展示Summit的超級(jí)運(yùn)算能力：你需要63億年才能完成這部超算一秒鐘就可以做的事。

但新出爐的榜單突顯出中國(guó)建造超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度遠(yuǎn)超美國(guó)。榜單顯示，中國(guó)政府及企業(yè)建造的超級(jí)計(jì)算機(jī)占41.2%，較去年底的比重增加了 0.8%，制造速度超越美國(guó)，美國(guó)則是再度衰退，僅剩 24.8%。這意味著，500臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)中，中國(guó)企業(yè)和政府制造的超級(jí)計(jì)算機(jī)占206臺(tái)，成為最高產(chǎn)的超級(jí)計(jì)算機(jī)制造國(guó)。上榜的超級(jí)計(jì)算機(jī)中124臺(tái)由美國(guó)企業(yè)和政府設(shè)計(jì)與制造。

為加快布局下一代超算，我國(guó)將E級(jí)超算寫入了“十三五”規(guī)劃。今年7月22日，我國(guó)“天河三號(hào)”成為全球首個(gè)通過課題驗(yàn)收的E級(jí)超算的原型機(jī)，8月5日，“神威”E級(jí)超算原型機(jī)成為全球第二個(gè)成功完成技術(shù)研發(fā)的E級(jí)計(jì)算機(jī)?！疤旌尤?hào)”目前已處于工程化制造階段，預(yù)計(jì)在2020年和“神威”E級(jí)超算同時(shí)完工。[1]“天河三號(hào)”和“神威”E級(jí)超算的運(yùn)算速度預(yù)計(jì)將超過百億億次，這就意味著，美國(guó)超算最多只能在世界第一的寶座占據(jù)兩年，就會(huì)再次被中國(guó)新一代超算以10倍于美國(guó)Summit的速度趕超。

且不論超算的民用與商用地位，只從國(guó)家層面看，當(dāng)下各國(guó)的戰(zhàn)略性武器研究已進(jìn)入超高音速、復(fù)雜彈道的階段，中美等大國(guó)紛紛投入龐大預(yù)算，研制最先進(jìn)、最尖端的戰(zhàn)斗機(jī)和無人機(jī)，這些戰(zhàn)略性武器的設(shè)計(jì)難度更大，算法極為復(fù)雜。同時(shí)，各國(guó)由于條件所限，都不可能對(duì)此通過海量測(cè)試，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和分析，因而這些大量的試驗(yàn)需要通過超算來模擬分析和修正。

我國(guó)在軍事領(lǐng)域之所以能夠快速分析海量的偵察衛(wèi)星圖片信息，模擬核武器的爆炸，分析復(fù)雜的風(fēng)洞數(shù)據(jù)，且短時(shí)間內(nèi)在戰(zhàn)斗機(jī)的氣動(dòng)設(shè)計(jì)、超高音速飛行器的研發(fā)以及乘波體飛行器的設(shè)計(jì)等方面企及并趕超世界一流軍事水平，是和我國(guó)擁有全球頂尖的超算密不可分的。

可以說，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局中，哪個(gè)國(guó)家的超算更新型、更強(qiáng)大，在未來軍事的發(fā)展上就越容易占得先機(jī)，且超算可以使戰(zhàn)略性武器的研發(fā)周期進(jìn)一步縮短。從當(dāng)前情況看，中國(guó)在這種國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中是具備一定優(yōu)勢(shì)的。

TOP500發(fā)起人、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室及田納西大學(xué)Jack Dongarra教授在江西南昌舉辦的ASC會(huì)議期間說：“不是我們要造下一代計(jì)算機(jī)，而是科學(xué)家提出了更困難的挑戰(zhàn)，更難的問題(需要這樣的計(jì)算機(jī))，E級(jí)的計(jì)算機(jī)只是我們發(fā)展中間跨越的一個(gè)障礙物，以后還會(huì)有更高量級(jí)的計(jì)算機(jī)出現(xiàn)。”在傳統(tǒng)的超算領(lǐng)域取得巨大收獲的同時(shí)，我國(guó)已逐步在戰(zhàn)略規(guī)劃上傾向量子計(jì)算機(jī)，后者的運(yùn)算能力是現(xiàn)有的超算無法比擬的。2017年5月3日，中國(guó)科學(xué)院對(duì)外舉行新聞發(fā)布會(huì)，宣布世界上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)誕生。這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)布局量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，而美國(guó)政府似乎仍在糾結(jié)20億億次的運(yùn)算速度。我國(guó)超算更為重要長(zhǎng)遠(yuǎn)的任務(wù)，也許是整條生態(tài)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，單純從超算而言，無論是硬件系統(tǒng)，還是部分領(lǐng)域的軟件應(yīng)用，中國(guó)都已有與美日比肩的突破性成果。但要能夠?qū)Τ惚澈蟮闹T多產(chǎn)業(yè)都能形成一個(gè)正面的反饋，還需較長(zhǎng)時(shí)間。例如，基于超算的天氣及氣候預(yù)測(cè)、工業(yè)設(shè)計(jì)和仿真、新材料的制備、新藥研發(fā)等，任何一個(gè)行業(yè)與超算硬件及軟件的融合，都能產(chǎn)生巨大的產(chǎn)業(yè)提升。[6]