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美国禁售至强芯片后,中国超算经历了什么?

2016年04月15日 网事日志 ⁄ 共 3684字 ⁄ 字号 暂无评论 ⁄ 阅读 855 views 次
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  2015年4月,美国商务部决定对中国四家国家超级计算机中心禁售至强PHI计算卡,一石激起千层浪。
  
  有人信誓旦旦地表示天河超算将无芯可用,要完蛋了;
  
  有人表示这种禁售不具备可操作性,几个皮包公司就能解决中国超算对CPU的需求;
  
  也有人表示美国禁售是中国自主技术发展的大好机遇,西方封锁什么,几年后,中国在该领域取得技术突破的历史将再现;
  
  更有人表示,中国超算只是拿国外CPU做的组装货,不具备科技含量。
  
  今年8月,德国莱比锡市发布的第43届世界超级计算机500强排行榜,而11月10日至11月12日,在无锡召开的HPCChina2015大会发布的TOP100上,天河2号在两个排行榜上依旧雄踞榜首。
  
  时隔半年,天河、曙光等100P超算建设方案相继进入公众视野,用实践证明了美国禁运至强PHI并未对中国超算建设产生多大影响。
  
  其实,在过去半个世纪的时间里,历史已经证明了毛泽东同志的那句话——“封锁吧,封锁他十年八年,中国的问题就解决了”。
  
  技术封锁无法阻碍中国技术进步
  
  自60年代以来,美国和苏联同时对中国进行技术封锁,使中国只能走独立自主、自力更生的发展道路。正如赫鲁晓夫撤走了苏联援华专家后,逼着中国凭借自己的能力搞出了“两弹一星”,美国和苏联同时技术封锁下,逼着中国凭借自己的力量做出了独立自主的半导体产业。
  
  在60年代,欧美和苏联都认为在对中国技术封锁后,中国做不成晶体管,无法制造出自己的晶体管计算机。而中国人民解放军军事工程学院四系四四教研室康鹏于1962年成功研发出“隔离-阻塞振荡器”,成功解决了晶体管的稳定性问题。
  
  “隔离-阻塞振荡器”问世后,109厂遂开始量产晶体管,使中国比美国近晚八年进入晶体管时代,有力地回击了西方和苏联的质疑。
  
  接下来更是捷报频传——
  
  1965年,中国自主研制的第一块集成电路在上海诞生,只比美国晚了5年进入集成电路时代;
  
  1972年,自主研制的大规模集成电路在四川永川半导体研究所诞生,比美国晚4年实现了从中小集成电路发展到大规模集成电路的跨越;
  
  截至70年代末,中国从一穷二白,重工业基础几乎为零的农业国,依靠前辈们“献完青春献子孙”的奉献精神和“一万年太久,只争朝夕”的拼搏精神,奋起直追,并将和美国的技术差距缩短到5年。
  
  中国科研人员和产业工人发扬自力更生、自强不息的精神,建成了中国自己的半导体工业,掌握了从单晶制备、设备制造、集成电路制造的全过程技术。
  
  在当时,只有美国、苏联掌握从单晶制备、设备制造、集成电路制造的全过程技术(当时日本技术很强,但个别领域被美国阉割)。
  
  在改革开放后,因奉行“市场换技术”、“造不如买、买不如租”理论,毛泽东时代积累下的家底被败得精光,技术人才要么流失到国外,要么去大学教书,有的甚至被调去看守机房,毛泽东时代培养起来的技术人才流失殆尽。
  
  至80年代末,以联想为代表的计算机企业奉行“贸工技”路线,只从事低附加值的微型计算机组装,中国凭自己的技术已经很难生产出一台计算机了。
  
  在中国丧失独立自主研发制造计算机的能力后,1989年,美国政府严格限制对中国出口高性能计算机,除了采购价格高昂外,还要把计算机放在透明的玻璃房中,由美国人监控,钥匙在美国人手中,每次使用的用途都要向美国人请示,并由美国人核准使用。
  
  痛定思痛后,中国重启高性能计算机研发项目,1992年银河2诞生。
  
  1993年,曙光1号诞生,曙光1号研制成功后3天,西方解除对中国高性能计算机出口限制。
  
  因此,技术封锁其实是件好事,建国以来的这段历史就可说明:只要西方技术封锁,国内买办和国外势力就不可能用“市场换技术”、“造不如买、买不如租”的方式来扼杀自主技术。
  
  那么,中国的人力物力财力将全部投入到自主技术的研发中,辅以中国全世界最齐全的工业部门和扎实的工业基础,加上中国庞大的市场和丰富的资源(资源总量,不是人均资源),就能做到“封锁什么,解决什么”,所以从长期来看,技术封锁是好事。
  
  禁售后对中国超算影响几何
  
  就在美国对华禁售用于超算的至强PHI后,国防科大先后对外发布了自主研发的“火星”和矩阵2000。
  
  关于“火星”的详细介绍可以参看中科院计算机工程师文章:《想挑战英特尔的国产芯片Mars为什么饱受质疑?》。
  
  “火星”将于今年年底前流片,“火星”兼容ARMV8指令,微结构被命名为“小米”,“小米”是一个优于ARMcortexA72的微结构;
  
  “火星”拥有64核心,主频达2G,理论双精浮点计算能力是512Gflops;
  
  为了应对访存密集型运算,“火星”拥有32M二级缓存、128M三级缓存和16通道内存,205G/s理论内存带宽,芯片上还有32个PCI-e3.0通道,非常适合充当超算计算节点主核心;
  
  计划由中芯国际代工生产,制程工艺28nm,功耗120W——在制程工艺落后Intel两代的情况下,做到功耗比E5还小,实属不易;
  
  虽然“火星”单核性能较弱,但依靠核心数量优势,在Spec2006跑分中,多核整数分数达672,浮点分数585,足以和Intel的XeonE52699v3相媲美。
  
  很明显,“火星”就是为替代计算节点中的E5而设计的。
  
  矩阵2000采用40nm制程工艺,拥有16核,主频1G,双精浮点2.4Tflops,功耗为200W——矩阵2000的性能功耗比不仅大幅超越第一代至强PHI(2.4T/200W对比1T/300W),还略优于第二代至强PHI(2.4T/200W对比3T/300W),而且这还是在矩阵2000采用40nm制程工艺,大幅落后于第二代至强PHI计算卡的14nm制程工艺下取得的成绩。
  
  因此,矩阵2000完全能替代至强PHI计算卡,而且还有非常大的潜力可以挖掘。
  
  根据国防科大公布的资料,因保留了天河2号的主体I/O结构,天河2A的计算节点主处理器依旧使用E5-2692V2(用“火星”要重新设计,改动太大,分步走更稳妥),计算节点增加到18000个,按照一个计算节点需要2个E5和3个加速器来计算,天河2A需要36000片E5和54000片矩阵2000,仅54000片矩阵2000的理论浮点峰值就可以达到129.6Pflops。
  
  显而易见,只要国防科大适当保证GPSDP的效率,GPDSP就会非常具有竞争力,使用矩阵2000替换至强PHI计算卡后,天河2A号的整机效率较天河2号会有较大提升,理论浮点性能将会得到质的飞跃,并有望再度蝉联TOP500排行榜第一的宝座。
  
  曙光公司设计的新一代超级计算机系统——曙光7000将从处理器、高速通信网络、大规模存储系统、系统软件到应用软件全面采用自主技术,安全可控,性能也将超越100P。
  
  某超算全面采用自主技术,性能功耗比、整机效率、理论峰值等性能参数更是无与伦比——超算系统峰值几乎是天河号的2倍;
  
  超算系统整机效率比天河2号高16%;
  
  超算系统性能功耗比是天河2号的2.5倍,根据2015年6月发布的Green500排行榜,该超算能直接排进前五。
  
  超算建成后,将面向医疗服务、生物医药、海洋科学、现代农业、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务,为中国科技创新和经济发展提供平台支撑。
  
  因此,美国禁售至强芯片后,最多只对天河2号的升级造成了延误,并未对中国其他超算发展产生太多影响,而且禁售后,反而坚定了中国做自主技术的信心,对做出自主技术更有利。
  
  对华禁售至强芯片的结果很可能适得其反
  
  国防科大早在2013年就申请了不少GPDSP的专利,可能将用作至强PHI的替代品。
  
  因此,美国情报部门不可能不知晓国防科大正在研发GPDSP来替代至强PHI,那为何美国还要做此无用功呢?
  
  因为禁售至强芯片根本不是针对中国的超算建设,而是更多的包含政治色彩和情报刺探。
  
  禁售至强芯片又是美国政治敲打中国组合拳的一部分,随着中国综合国力不断提升,特别是自中国在东海划定防空识别圈,在南海填岛并部署越来越强大的海空力量后,成为美国的亚太再平衡战略的心腹大患。
  
  美国通过经济上、舆论上、技术上等各种方式的限制来警告中国不要玩得太过火,用无形大棒敲打中国,而禁售至强芯片,显然是其中的一部分。
  
  但禁售至强芯片着实不是一步好棋——至强芯片在失去了中国这个大客户后,不仅销量倍减而成本更高,更对Intel公司造成了巨大的经济损失。
  
  更重要的是,禁售使国内某些信奉“造不如买”的人如丧考妣,无法再像过去那样扯自主技术的后腿,坚定了中国用自主技术替代国外技术的决心,集中更多的资源和精力用于矩阵2000和国产众核芯片对至强PHI计算卡的替换,加速中国超算在芯片方面国产化的进程。(来自:雷锋网)

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