時(shí)隔9年超越中美！日本富岳登頂全球超算寶座：曾命名二戰(zhàn)轟炸機(jī)

富岳（ふがく），既是日本精神文化象征之一、日本第一高峰「富士山」的別稱，是二戰(zhàn)時(shí)期日本中島飛機(jī)公司設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略轟炸機(jī)，也是日本超級(jí)計(jì)算機(jī) Supercomputer Fugaku。

而正是這款超級(jí)計(jì)算機(jī)，使得日本時(shí)隔 9 年后重登全球超算寶座。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 2020 年 6 月 22 日，最新全球高性能計(jì)算機(jī) TOP500 榜單發(fā)布，日本超級(jí)計(jì)算機(jī)“富岳”（下稱 Fugaku）登頂榜首。榜單第 2 至第 5 名分別為 IBM 研發(fā)的 Summit、IBM 研發(fā)的 Sierra、我國(guó)國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制的“神威·太湖之光” 以及我國(guó)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制的“天河二號(hào)”。

“富岳”開啟「后京時(shí)代」

能夠執(zhí)行普通 PC 無(wú)法處理的海量資料、進(jìn)行密集運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，我們稱之為超級(jí)計(jì)算機(jī)。

全球范圍內(nèi)眾多超級(jí)計(jì)算機(jī)孰優(yōu)孰劣、各自性能如何，都可以依據(jù)一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)—;—;TOP500 榜單。TOP500 榜單始于 1993 年，通過(guò)對(duì)全球 500 臺(tái)性能最佳的超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試與細(xì)化，于每年 6 月和 11 月更新排名。

在今年 6 月剛剛更新的榜單中，日本的 Fugaku 成為世界第一。

聊起 Fugaku，就不得不先從另一款日本超算“京”（K Computer）說(shuō)起—;—;2011 年 6 月的榜單中，喜提第一的超算正是日本的“京”。

實(shí)際上，“京”的名字頗有意義。日語(yǔ)中，1 京代表 1 兆的 1 萬(wàn)倍。

超級(jí)計(jì)算機(jī)的速度度量單位為每秒浮點(diǎn)運(yùn)算"Flops"，也是判斷超算性能的關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)時(shí)，“京”就憑借著每秒 8162 萬(wàn)億次的運(yùn)算速度成為了當(dāng)時(shí)全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

同年 11 月，“京”成功提速，最大計(jì)算性能達(dá)到了 10.51 PFlops，即每秒 1.051 億億次浮點(diǎn)計(jì)算，這也是人類首次跨越 1 億億次計(jì)算大關(guān)。

據(jù)悉， “京”采用的處理器是日本排名第一的 IT 廠商富士通制造的 SPARC64 VIIIfx，八核心， 主頻 2.0GHz，熱設(shè)計(jì)功耗 58W，峰值浮點(diǎn)性能 128GFlops。

2012 年，“京”在位于日本神戶的理化學(xué)研究所基地內(nèi)正式投入運(yùn)行。自正式啟用以來(lái)，有超過(guò) 1.1 萬(wàn)來(lái)自大學(xué)或企業(yè)的研究者使用“京”進(jìn)行過(guò)宇宙探索、氣象預(yù)測(cè)、新材料開發(fā)等工作。

但與此同時(shí)，隨著各國(guó)超算性能的不斷刷新，后浪不斷涌現(xiàn)，“京”在 TOP500 榜單中也逐漸失去了往昔的光彩。

2019 年 8 月 16 日，研究人員與企業(yè)已停止使用“京”。8 月 30 日，“京”在關(guān)閉電源后被拆除，歷史使命完成。

不過(guò)，早在 2014 年，富士通公司和日本理化學(xué)研究所就開始了“京”的后繼機(jī) Fugaku 的設(shè)計(jì)與研制工作，旨在開啟「后京時(shí)代」。

【日本理化學(xué)研究所公布的時(shí)間線】

實(shí)際上，日本研究 Fugaku 的目標(biāo)也很明確—;—;運(yùn)算性能超過(guò)“京”100 倍。為此，總預(yù)算據(jù)悉也達(dá)到了 1300 億日元。

配置方面，F(xiàn)ugaku 由約 400 臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，每臺(tái)重約 2 噸，高約 2 米、縱深約 1.4 米、寬約 80 厘米。Fugaku 采用 48 核富士通芯片 A64FX，是史上第一臺(tái)基于 ARM 架構(gòu)的超算。

Fugaku 實(shí)力非凡，憑借著每秒 41.55 億億次浮點(diǎn)計(jì)算的峰值速度（是亞軍 Summit 超級(jí)計(jì)算機(jī)的 2.8 倍）登頂 TOP500 榜單，這也是繼 2011 年“京”之后，日本首次回歸全球超算頂峰。

據(jù)了解，F(xiàn)ugaku 適用于深度學(xué)習(xí)等 AI 領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，綜合各項(xiàng)表現(xiàn)，可以說(shuō)是劃時(shí)代超算。

雷鋒網(wǎng)注意到，F(xiàn)ugaku 原定于 2021 年 4 月正式啟用，鑒于新冠疫情爆發(fā)的緣故，但由于新冠疫情暴發(fā)，F(xiàn)ugaku 提前啟用，現(xiàn)階段主要用于疫情防控。

超算領(lǐng)域多國(guó)激烈競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上，超級(jí)計(jì)算機(jī)在氣象學(xué)、生命科學(xué)、軍事、航天等眾多領(lǐng)域都有著重要貢獻(xiàn)，可以說(shuō)是集一國(guó)科技實(shí)力于一身，因此也常被稱為“國(guó)之重器”。

一直以來(lái)，超算領(lǐng)域保持著以中美為代表的多國(guó)激烈競(jìng)爭(zhēng)格局。

雷鋒網(wǎng)了解到，在此次排名更新之前的榜單上，Top 5 分別為 IBM 研發(fā)的 Summit、IBM 研發(fā)的 Sierra、我國(guó)的“神威·太湖之光” 、我國(guó)的“天河二號(hào)”以及 Dell EMC 研發(fā)的 Frontera。

其中，Summit 從 2018 年上半年開始穩(wěn)居第一。

在 Summit 成為真正的 Summit（頂峰）之前，是我國(guó)超算的十連冠時(shí)代—;—;2013 年 6 月起，“天河二號(hào)”連續(xù)六連冠，后來(lái)“神威·太湖之光”作為全球首個(gè)達(dá)到 10 億億次計(jì)算的超算，超越了“天河二號(hào)”，四次直沖冠軍寶座。

雷鋒網(wǎng)注意到，在最新的榜單中，排在中美日之后的，還有意大利、瑞士、德國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等國(guó)躋身 20 強(qiáng)，可見(jiàn)，超算領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)十分激烈。

【全球排名靠前的幾款超算的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比】

最新排名剛剛出爐，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任 Horst Simon 發(fā)言稱：

考慮到美國(guó)能源部橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的超算（雷鋒網(wǎng)(公眾號(hào)：雷鋒網(wǎng))注：分別指 Summit 和 Sierra），以及中國(guó)的超算，F(xiàn)ugaku 世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)的地位不會(huì)持續(xù)太久。

值得一提的是，Horst Simon 所說(shuō)的中國(guó)超算，指的是Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，即百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)，而這也被業(yè)界視為“超級(jí)計(jì)算機(jī)界的下一頂皇冠”。

早在 2016 年，我國(guó)首臺(tái)百億億次超算樣機(jī)系統(tǒng)研制工作就已正式啟動(dòng)。

而在 E 級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)研制方面，我國(guó)極有可能成為最快研制出的國(guó)家。雷鋒網(wǎng)了解到，我國(guó)的 E 級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)項(xiàng)目主要有以下幾個(gè)：

天河三號(hào)：2018 年 5 月 19 日，國(guó)家超算天津中心展示了其原型機(jī)，其全配置主機(jī)計(jì)劃在 2020 年投入使用；

神威 E 級(jí)：2018 年 7 月，其原型機(jī)落戶國(guó)家超算濟(jì)南中心，計(jì)劃將在 2021 年正式投入使用；

曙光 E 級(jí)：2016 年 7 月 4 日，中科曙光宣布其 E 級(jí)超算原型系統(tǒng)項(xiàng)目正式發(fā)布，其最終部署時(shí)間將在 2020 年以后。

最近，在第四屆世界智能大會(huì)“云智能科技展”上，“天河三號(hào)”原型機(jī)首次以 3D 模型形式亮相，引起廣泛關(guān)注。

值得注意的是，美國(guó)、日本等國(guó)也在積極布局Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)。從首次跨越 1 億億次計(jì)算大關(guān)的“京”，到首個(gè)達(dá)到 10 億億次計(jì)算的“神威·太湖之光”，究竟哪國(guó)將率先研制成功Ｅ級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)創(chuàng)造歷史，我們拭目以待。