吞金巨兽，走到技术极限？

　　吞金巨兽，走到技术极限？
　　——富士通专家宋志毅谈新一轮超算竞争及未来发展

　　富士通独自开发的“富岳”心脏CPU“A64FX”，左边是CPU存储单元，中间是A64FX芯片。

　　本报记者 陈超摄

　　今日视点

　　日本最新超级计算机被正式命名为“富岳”（曾称为“后京”）。这台由日本理化学研究所和富士通公司联合设计制造的超级计算机，运算速度超过目前日本最快计算机“京”的100—120倍，在2020年投入运行后，将争取登上世界第一的宝座。

　　不过，世界第一的排名随后可能就会被中美新的超级计算机赶超。虽然将要排名的世界第一可能是短暂的，但会给当权者争了面子，给理化学研究所争了地位，给富士通挣了银子，最重要的是给日本国民争来了自信。

　　科技日报记者近日就“富岳”超级计算机，以及超级计算机的未来发展等问题采访了富士通公司的宋志毅博士。宋志毅参与了“京”和“富岳”超级计算机的设计和总装，也是“数字退火”量子计算机的研发者之一。

　　“富岳”超算 性能超群

　　宋志毅介绍，理化学研究所将在8月30日停止供电，分步骤拆卸超级计算机“京”，同时开始组装“富岳”。文部科学省为“富岳”投入了1100亿日元，预计2020年开始运行。

　　“富岳”继承和加强了“京”的构架，也继承“京”的程序遗产，以保证高实用性。“京”目前主要应用包括：在天气预报精度上，可以同时处理世界各地的气温、气压和风速，预测天气下一步的变化；首次对汽车空气阻力进行高精度模拟，节省了新车开发费用和时间；在科学研究方面，描绘地球暖化后的未来世界，解释宇宙中物质诞生的机理，探索大灾难发生时最有效的避难方法等。

　　而“富岳”系统综合能力超群，其消耗电力性能、计算能力、使用简便性都将是划时代成果。“富岳”的运算能力超出“京”的100—120倍，耗电为30兆瓦—40兆瓦（“京”耗电为12.7兆瓦），并设计为适合深度学习等人工智能领域的广泛应用。

　　世界竞争 日益激烈

　　超级计算机的国际竞争异常激烈。在资源探查和武器开发领域，是否拥有高速计算技术和能力对安全保障和产业影响巨大。

　　1990年代初期，个人计算机正式从16比特进化到32比特。64位精简指令处理器（RISC）出现并应用于商用计算机领域。当时，超级计算机商业大战正处于鼎盛时期，采用专用的矢量型处理器可以同时处理大量运算，美国处于领先地位。

　　随后，由通用处理器组成的标量（并行处理）类型出现，超级计算机转移到标量类型。注重矢量型超级计算机的是日本电气股份有限公司（NEC），在每半年评比一次的超级计算机500强排名中，NEC和日本海洋研究开发机构开发的“地球模拟”超级计算机在2002年获得世界第一，这一纪录保持了两年半之久。“地球模拟器”向世界展示了日本的实力。但自2004年被美国IBM夺回第一名之后，日本远离了超级计算机性能排行榜的前几名。由于超级计算机的开发投资庞大，所以被称为吞金兽。

　　日本在超级计算机领域的再次辉煌是“京”时代。2011年，理化学研究所和富士通合作设计制造的超级计算机“京”又一次坐上了世界第一的宝座。超级计算机重新被定位为日本国家根本的基础技术。

　　近几年来，在超算第一名竞争中出现了中国身影。中国超算连续5年在竞争中排名第一。直到2018年11月，美国能源部所属奥克里奇国家实验室与IBM制造了“顶点”超级计算机，重新夺回了世界第一的位置。“顶点”旨在将“CPU+GPU”处理器组合起来，根据用途分担擅长处理的“异构计算”。

　　另一个潮流是英国ARM方式处理器。该处理器也被认为是“后英特尔”。“富岳”的心脏新型64位处理器“A64FX”就采用了ARM方式。