客观日本

中美领跑超算开发,日本需要制定“后富岳”战略

2022年08月01日 信息通信

在5月份发布的超级计算机(以下简称“超算”)计算速度世界排名中,美国橡树岭国家实验室运行的“Frontier”登上榜首。中国也有多台高性能超算在运行之中,国家投资开发的“官制超算”再次形成中美双雄的局面。日本理化学研究所和富士通开发的“富岳”排名退居第二,日本正面临制定“后富岳”策略的局面。

title

Frontier的计算速度大幅超过富岳(图片引自HPE的新闻发布资料)

Frontier的计算速度为每秒110京次(京为1万亿的1万倍),比位居第二的富岳(计算速度为44.2京次)高出2.5倍。Frontier的特点是,相当于超算大脑的CPU(中央处理器)和GPU(图形处理器)使用了美国超微半导体公司(AMD)生产的尖端产品。美国慧与科技公司(HPE)主导了系统开发。

Frontier的实用性也很出色,在驱动人工智能(AI)的性能排名中同样高居榜首。在节能性能排名中,与Frontier整机相同配置的试验机获得了第一名,Frontier位居第二。

中美投入巨额预算开发多款机型
美国 “Frontier”实现每秒110京次的计算速度,登上榜首。性能被认为超过该机型的“EL Capitan”等也即将投入运行
中国 计算速度被认为超过富岳的“神威太湖之光”后续机型取得的成果获得了戈登·贝尔奖。“天河3号”也已投入运行
日本 “富岳”排名退至第二位,需要制定后富岳战略,官民进一步合作是关键

美国已投资超过50亿美元(约合6800亿日元),用于开发多款新一代超算。预计能源部旗下的研究所将开发每秒计算能力达到100京次以上的“EXA级”超算。

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室计划投放性能达到Frontier同等以上水平的“El Capitan”。尽管美国英特尔的GPU开发进展缓慢,但阿贡国家实验室仍计划开发“极光(Aurora)”。HPE也将对开发提供支援。

中国的新锐机型未参加此次排名。在2016~2017年的排名中位居世界之首的超算“神威太湖之光”的后续机型取得的成果于2021年获得了被称为超算领域诺贝尔奖的戈登·贝尔奖。据悉中国还在构建名为“天河3号”的另一台超算。筑波大学计算科学研究中心主任朴泰祐表示:“这两款机型都已经投入运行,峰值计算能力很可能超过富岳。”

中美两国凭借巨额预算接连推出了高性能超算。在日本从开发出上一代超算“京”到推出富岳的这段时间里,美国有3台、中国有2台超算登上了排行榜首。日本能分配给超算的预算有限,该如何制定后富岳战略受到关注。

相当于富岳大脑的处理器是由富士通从零独自开发的。这也是富岳从开始开发到正式运行花了7年时间的原因之一。从全球来看,AMD、英特尔及美国英伟达都在争相开发处理器,整合这些海外技术对快速开发日本的超算至关重要。

另一方面,处理器对培育半导体设计资产方面也有很大的作用,退出开发存在经济安全风险。筑波大学的朴泰祐指出了保持平衡的重要性:“在主要以日本国产技术为中心进行构建的同时,还应部分引进海外技术”。

日本国内正以富岳为顶点将各大学的超算连接成网络,但还需要根据用途的扩大等重新考虑运行形态。通过将旗舰机型分散到多处,并与量子计算机等联动,可以构建更加灵活的平台。

为了后富岳时代的开发被社会广泛接受,还需要“易于理解的成果”。目前,富岳的使用实际上仅限于科学研究用途,不能用于商业用途这一点妨碍了成果的可视化。

日本企业开发大型超算的行动有限,但也有像AI初创企业Preferred Networks(PFN,东京千代田区)那样开发高节能自主芯片和超算的企业。为充分利用这种产业界的力量,后富岳时代不能缺乏官民合作的视角。

日文:大越优树、《日经产业新闻》,2022/7/13
中文:JST客观日本编辑部