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我國應重點發展什么類型的高性能計算機?
高性能計算機有兩種基本類型:①能力(capability)型,強調解決單一復雜問題的最高計算速度,盡量縮短求解一個最大最難問題的時間;②容量(capacity)型,強調同時處理多個大任務,每一個任務只用到計算機的一部分能力。全球?TOP?500?超級計算機大多數屬于容量型??茖W研究對計算能力的需求是無止境的,E?級(1010)計算機做出來后,還會提出?Z?級(1021)計算的需求。研制能力型超級計算機必須突破現有計算機的技術瓶頸,以引領計算機技術的發展,因此。美國的?ECP?計劃的目標是研制能力型計算機。
世界上最高水平的超級計算機,主要用于科學研究,而科學計算在高性能計算機應用中占的比例已不到?10%。近幾年大數據分析和機器學習等人工智能應用已成為高性能計算機的主要負載,2017?年智能應用在中國高性能計算機應用中的占比已提升到?56%,估計這個比例今后還將繼續擴大。美國、日本等國紛紛將正在研制的超級計算機稱為智能計算機。
長期以來,評測超級計算機的性能都采用?Linpack測試程序,這是一個求解線性方程組的程序。這個程序的優點是可擴展性特別好,現在還沒找到比它擴展性更好的測試程序。而且,Linpack?是?CPU?密集應用的程序,可以測出幾乎滿負荷、滿功耗下的計算機浮點計算性能。從這個意義上講,Linpack?是測試超級計算機可靠性和穩定性的理想程序。但是,求解線性方程組終究只是一種應用,全面衡量超級計算機的性能需要更合適的基準(benchmark)測試程序,可惜現在還沒有。由于功耗的限制,發展通用超級計算機已遇到極大的困難,近年來領域專用超級計算機成為熱門研究方向,Linpack?顯然不適合作為領域專用計算機的測試標準。
我國應重點發展什么類型的高性能計算機,這不是一個學術問題,而是一個科技需求問題,只有通過對我國國防、經濟、科研和民生的潛在需求的認真調研才能回答。但有一點可以肯定,容量性超級計算機、智能計算機、領域專用超級計算機與能力型超級計算機一樣重要,在做科技決策時應統籌兼顧。把研制E級高性能計算機的全部人力物力都投在爭取?Linpack?指標世界第一可能是不明智的決策。