美國(guó)商務(wù)部近期發(fā)布公告，決定拒絕英特爾公司向中國(guó)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心出售“至強(qiáng)”（XEON）芯片用于天河二號(hào)系統(tǒng)升級(jí)的申請(qǐng)。據(jù)美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)商務(wù)部于今年2月18日發(fā)布的一份通知稱，使用了兩款英特爾微處理器芯片的天河二號(hào)系統(tǒng)和早先的天河一號(hào)A系統(tǒng)“據(jù)信被用于核爆炸模擬”，因此4家位于中國(guó)的機(jī)構(gòu)包括國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙、廣州、天津中心和國(guó)防科技大學(xué)因?yàn)閺氖聦?shí)質(zhì)上危害美國(guó)國(guó)家安全和外交利益的活動(dòng)被列入出口管制名單。美國(guó)為何突然對(duì)中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱HPC）使用的芯片實(shí)行禁運(yùn)？禁運(yùn)對(duì)我國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)升級(jí)意味著什么？中國(guó)應(yīng)該如何來(lái)發(fā)展自主的高性能計(jì)算？

中國(guó)超級(jí)計(jì)算速度領(lǐng)先

引起海外霸主不安

有不愿意透露姓名的專家分析稱，天河二號(hào)“被用于核爆炸模擬”只是美國(guó)的借口，更多原因是一方面出于政治的需要，另一方面也是擔(dān)心中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)綜合實(shí)力會(huì)超過(guò)美國(guó)。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫诮邮堋吨袊?guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，無(wú)論是出于安全或是保密的角度來(lái)看，天河二號(hào)都不可能直接用于核爆炸模擬，所以這個(gè)理由更多的是一種莫須有的借口，真正的理由既有天河二號(hào)連續(xù)“四連冠“的原因，也有中美政治、經(jīng)濟(jì)和科技較量的原因。

芯謀咨詢顧文軍認(rèn)為，在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，美國(guó)、日本一直處于領(lǐng)先位置，中國(guó)屬于后者。在追趕中，當(dāng)中國(guó)的發(fā)展速度太快，開始冒出苗頭威脅到海外霸主的時(shí)候，海外“有形的手”就開始指揮整個(gè)局面了。

畢竟在世界超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，中國(guó)的天河二號(hào)已經(jīng)連續(xù)四次奪得了冠軍。中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)在計(jì)算速度上的領(lǐng)先地位，讓一直位居冠軍位置多年的歐美日等有了一些不安。2014年11月，在美國(guó)新奧爾良市召開的世界超級(jí)計(jì)算機(jī)大會(huì)上，天河二號(hào)在國(guó)際TOP500組織首次正式發(fā)布的超級(jí)計(jì)算機(jī)高性能測(cè)試排行榜上，位居世界第一。此前，由該組織發(fā)布的第44屆世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜中，天河二號(hào)以峰值計(jì)算速度達(dá)每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度達(dá)每秒3.39億億次位居榜首，獲得“四連冠”。

“或許是出于對(duì)于天河二號(hào)升級(jí)后可能連續(xù)6次甚至8次奪冠的擔(dān)憂，所以天河二號(hào)成為了芯片禁售的對(duì)象。”“禁售從短期來(lái)看，會(huì)對(duì)天河二號(hào)今年原定將性能升級(jí)一倍達(dá)到110千萬(wàn)億次每秒的計(jì)劃造成一定的影響，畢竟更換芯片，天河二號(hào)需要重新尋找新的芯片替代方案，這需要一些時(shí)間。”張?jiān)迫f(shuō)。

軟件和應(yīng)用

差距是十年？

超級(jí)計(jì)算機(jī)是指當(dāng)前時(shí)代運(yùn)算速度最快的大容量大型計(jì)算機(jī)，是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的“珠穆朗瑪峰”，是解決國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步、國(guó)家安全和國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域一系列重大挑戰(zhàn)性問(wèn)題的重要手段，已成為世界各國(guó)特別是大國(guó)爭(zhēng)奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。正是因?yàn)樗膽?zhàn)略地位，世界各國(guó)都在部署和搶奪它的話語(yǔ)權(quán)，從目前全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排名前十位來(lái)看，除了中國(guó)、日本、瑞士和德國(guó)各占一席外，美國(guó)占據(jù)其余6席。

但在世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行中奪冠是否就意味著中國(guó)的超級(jí)計(jì)算綜合實(shí)力真正領(lǐng)先于全球呢？曙光總裁歷軍在之前關(guān)于HPC的采訪中表示，事實(shí)上超級(jí)計(jì)算的綜合實(shí)力，既包含了軟件的能力也包含了應(yīng)用的能力，即便是在系統(tǒng)技術(shù)的維度，計(jì)算速度也僅僅是其中一個(gè)方面，其穩(wěn)定性和可用性都需要在應(yīng)用中不斷磨合不斷實(shí)驗(yàn)不斷提升。

清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系高性能計(jì)算技術(shù)研究所陳文光教授在接受記者采訪時(shí)曾表示，中國(guó)高性能計(jì)算在研制和建造方面取得了巨大的進(jìn)步，在硬件層面已經(jīng)逐漸趕上了國(guó)際水平，但是在軟件方面仍非常弱，比如在應(yīng)用方面，大規(guī)模并行應(yīng)用開發(fā)非常少。

事實(shí)上，HPC的價(jià)值在于應(yīng)用，必須要有與之相匹配的軟件與應(yīng)用才能夠真正釋放HPC的價(jià)值。歷軍說(shuō)，中國(guó)的超算中心普遍缺乏可持續(xù)發(fā)展的機(jī)制，由于缺乏穩(wěn)定的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，超級(jí)計(jì)算機(jī)大都開工不足，導(dǎo)致超算資源不能充分利用，難以實(shí)現(xiàn)超算資源的共享。另外我國(guó)超級(jí)計(jì)算應(yīng)用的水平和普及程度與美國(guó)、歐盟、日本等相比差距很大。大型計(jì)算軟件基本依賴進(jìn)口，進(jìn)口的并行應(yīng)用軟件不僅價(jià)格高，而且在并行規(guī)模上受到限制，制約了我國(guó)高性能計(jì)算應(yīng)用水平的提高。從人才的角度看，超級(jí)計(jì)算是學(xué)科交叉的典型領(lǐng)域，但是我國(guó)學(xué)科交叉協(xié)作尚未形成風(fēng)氣，缺乏鼓勵(lì)學(xué)科交叉合作的具體機(jī)制和組織保障。高水平人才，特別是既懂信息技術(shù)，又掌握領(lǐng)域?qū)ｉT知識(shí)的人才的缺乏，成為我國(guó)高性能計(jì)算發(fā)展的瓶頸。

張?jiān)迫鞔_表示，中國(guó)與美國(guó)在高性能計(jì)算整體實(shí)力上不是一二年而是10年量級(jí)的差距。要解決這樣的差異，國(guó)家應(yīng)該在未來(lái)投入HPC研制項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)上加大軟件和應(yīng)用的預(yù)算比例，現(xiàn)在的預(yù)算比例為10%，未來(lái)應(yīng)該增加到20%甚至是30%。我們不僅僅需要造出機(jī)器、造出系統(tǒng)，更要用好系統(tǒng)。

除了X86

國(guó)外芯片全在中國(guó)復(fù)活了？

歷軍認(rèn)為，中國(guó)應(yīng)該制定HPC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期計(jì)劃，保證國(guó)家對(duì)HPC技術(shù)研發(fā)的長(zhǎng)期持續(xù)投入、定制相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展給予政策優(yōu)惠。目前我國(guó)HPC的研制仍然主要依靠國(guó)外的處理器和關(guān)鍵器件，在核心關(guān)鍵技術(shù)例如高性能處理器、高速互連、存儲(chǔ)器件、大規(guī)模并行算法等方面的基礎(chǔ)性研究積累不足，與世界先進(jìn)水平相比仍然落后。所以這些方面需要著力發(fā)展。

張?jiān)迫榻B，此次美國(guó)政府禁運(yùn)中國(guó)4家機(jī)構(gòu)的芯片是英特爾研制生產(chǎn)的“至強(qiáng)”（XEON）芯片。“HPC芯片禁售令的出臺(tái)，短期對(duì)于中國(guó)HPC來(lái)說(shuō)有影響，但長(zhǎng)期來(lái)看對(duì)于中國(guó)的HPC產(chǎn)業(yè)和芯片產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，都是一個(gè)利好，這將進(jìn)一步促使中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。”張?jiān)迫f(shuō)。

中國(guó)必須要加快自主芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。顧文軍說(shuō)，近些日子，有人對(duì)中國(guó)政府的扶持政策產(chǎn)生了種種非議，一些保護(hù)主義的言論甚囂塵上，似乎我們國(guó)家應(yīng)該開放國(guó)門，任半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自由發(fā)展、自生自滅，才能體現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)自由主義”。但其實(shí)所有國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都是異常重視、特殊對(duì)待、著力扶持的。

不僅僅是因?yàn)镠PC，在自主可控的需求下，國(guó)家正在加大發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)力度。張?jiān)迫瑫r(shí)坦言，目前中國(guó)政府和產(chǎn)業(yè)界非常重視芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在中國(guó)正在研制的芯片類型也很多，已經(jīng)出現(xiàn)“一哄而上”的跡象了。國(guó)外的芯片家族中，除了X86芯片，幾乎所有在美國(guó)出現(xiàn)過(guò)的芯片都開始在中國(guó)“復(fù)活”，中國(guó)應(yīng)該盡快選出一兩個(gè)有前景且基礎(chǔ)好的芯片，集中力量進(jìn)行長(zhǎng)期的重點(diǎn)扶持，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈和軟件生態(tài)系統(tǒng)。