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12月17日消息，據(jù)金羊網(wǎng)報道，本月6日，以“超智融合，算啟新篇”為主題的2023年超算創(chuàng)新應(yīng)用大會在廣州盛大召開。在此次大會上，國家超算廣州中心正式發(fā)布了中心的新一代國產(chǎn)超級計算系統(tǒng)——“天河星逸”。
據(jù)國家超算廣州中心主任盧宇彤介紹，“天河星逸”以應(yīng)用為中心，采用國產(chǎn)先進(jìn)計算架構(gòu)、高性能多核處理器、高速互連網(wǎng)絡(luò)、大規(guī)模存儲等關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建，在通用CPU計算能力、網(wǎng)絡(luò)能力、存儲能力以及應(yīng)用服務(wù)能力等多方面較“天河二號”實現(xiàn)倍增，支持高性能計算、AI大模型訓(xùn)練以及大數(shù)據(jù)分析等多種應(yīng)用場景的需求，將進(jìn)一步提升國家超算廣州中心的多領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)能力，為廣州市、廣東省和粵港澳大灣區(qū)的前沿科技突破、戰(zhàn)略工程建設(shè)、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供強勁的高端算力與平臺支撐，有力提升廣州市作為國家中心城市和綜合性門戶城市的核心科技創(chuàng)新實力，支持區(qū)域科技經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。
國家超算廣州中心副主任陳志廣表示，“天河星逸”采用了最先進(jìn)的超算技術(shù)，相比原有系統(tǒng)，在通用算力上提升了5倍，并且強調(diào)了應(yīng)用能力的提升，應(yīng)用軟件存在進(jìn)一步發(fā)展的空間。超算互聯(lián)網(wǎng)最終目標(biāo)是實現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)，下一步計劃與深圳超算、無錫超算實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
天河星逸通用算力提升了5倍
資料顯示，“天河二號”部署在國家超算廣州中心，它使用了Intel Xeon E5-2692 12核處理器及Xeon Phi 31S1P加速卡，總計擁有312萬個核心，整機(jī)功率也達(dá)到了17808千瓦，理論性能是54.9PFLOPS（5.49億億次），Linpack峰值性能33.86PTFLOPS，從2013年6月份到2016年6月份它的性能都沒有變化，連任了六次TOP500冠軍。
天河二號原本有后期升級計劃，但是2015年美國政府頒布禁令，嚴(yán)禁Intel等公司向中國四家超算中心出口高性能計算芯片，這樣使用Intel Xeon Phi加速卡的天河二號就不能再使用美國公司的高性能芯片了。
2017年9月份，廣州超算中心宣布2017年底前升級天河二號超算系統(tǒng)，使用國產(chǎn)加速器Matrix 2000取代原本的Intel Xeon Phi加速器。據(jù)了解，Matrix 2000的整數(shù)架構(gòu)應(yīng)該是ARM，但是矢量單元是國內(nèi)自定義的256bit VFU矢量單元。每個Matrix 2000由128個內(nèi)核組成，頻率為1.2GHz，每周期能執(zhí)行16個雙精度運算，處理器峰值性能為2.45TFLOPS。升級后的天河二號被稱為天河2A，峰值性能從之前的54.9PFLOPS提升到了100PFLOPS左右。
按照官方的說法，“天河星逸”的通用性能相比原有系統(tǒng)（升級后的“天河二號”，即天河2A），在通用算力上提升了5倍，也就是說，“天河星逸”的峰值算力應(yīng)該達(dá)到了約600 PFlop/s（每秒50億億次）。
值得注意的是，在今年11月10日在北京召開的“ChinaSC2023第五屆中國超級算力大會”上，發(fā)布了2023中國高性能計算機(jī)性能TOP100排行榜，其中就披露了排名第一的于2023年在超算中心安裝的“超算中心主機(jī)系統(tǒng)異構(gòu)眾核處理器”性能參數(shù)，其CPU核數(shù)達(dá)到15974400核，峰值性能達(dá)620PFLOPS，超過了神威·太湖之光。顯然，這個數(shù)據(jù)符合前面關(guān)于“天河星逸”算力的說法。
今年8月12日，國防科技大學(xué)公布的《國產(chǎn)天河新一代超級計算機(jī)智能計算節(jié)點機(jī)時服務(wù)單一來源談判公告(2023-YKJSJY-F5027)》顯示，“擬采購國產(chǎn)天河新一代超級計算機(jī)智能計算節(jié)點36萬節(jié)點小時的機(jī)時服務(wù)，用于測試驗證動態(tài)風(fēng)場計算軟件的功能和性能。擬合作供應(yīng)商：國家超級計算天津中心?！?/p>
對于選擇國家超級計算天津中心為單一供應(yīng)商的理由為：“因項目需要在具備MT3000處理器的國產(chǎn)高性能計算系統(tǒng)上測試驗證動態(tài)風(fēng)場計算軟件環(huán)境，需采購36萬節(jié)點小時的國產(chǎn)高性能計算系統(tǒng)機(jī)時服務(wù)。天津超算主機(jī)系統(tǒng)是天河一號系統(tǒng)（TH-1A）和天河新一代系統(tǒng)（含E級驗證系統(tǒng)）。其中，天河新一代系統(tǒng)具備基于MT3000處理器的計算節(jié)點，能夠滿足項目需求，且目前國內(nèi)僅有天津超算能提供基于MT3000處理器的國產(chǎn)高性能計算環(huán)境。因此，本次采購擬采用單一來源的方式進(jìn)行?！?/p>
2018年7月，新華社曾報道稱，由天津超算中心研發(fā)的“國產(chǎn)新一代百億億次超級計算機(jī)——“天河三號”E級原型機(jī)完成研制部署，并順利通過分項驗收。該原型機(jī)系統(tǒng)采用了三種國產(chǎn)自主高性能計算和通信芯片?！彪S后在2019年，進(jìn)一步的報道顯示，“我國百億億次超算‘天河三號’原型機(jī)已為30余家單位完成大規(guī)模并行應(yīng)用測試并逐步開放服務(wù)”。
結(jié)合上述信息來看，傳聞中的具備E級算力的“天河三號”采用的正是國產(chǎn)的MT3000處理器。而此次廣州超算中心發(fā)布的“天河星逸”很可能也是基于MT3000處理器，當(dāng)然也有可能是基于傳聞的Matrix 2000+。目前尚未有關(guān)于MT3000處理器的更進(jìn)一步信息，不過可以肯定的是，其性能相比上一代的MT2000將會帶來大幅的提升。
國產(chǎn)E級超算神威·海洋之光
另外，值得一提的是，相比天河2A性能更為強大的“神威·太湖之光”超級計算機(jī)系統(tǒng)，采用了40960個中國自主研發(fā)的“申威26010”眾核處理器，該眾核處理器采用64位自主申威指令系統(tǒng)，核心工作頻率1.45GHz，峰值性能3.168萬億次每秒。神威·太湖之光里安裝有40960個這樣的處理器，整體的峰值性能可達(dá)12.5億億次/秒，持續(xù)性能為9.3億億次/秒。
而傳聞中的新一代神威超算——神威·海洋之光（Sunway Oceanlite）將采用全新的申威 SW26010-Pro 處理器，預(yù)計將帶來更為強大的性能。
在今年11月召開的SC23 （International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis，是高性能計算、體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域頂級會議）大會上，我國科學(xué)家向世界展示了全新的申威 SW26010-Pro 處理器，性能比上一代提高了四倍。這是我國采用自主指令集（基于 Alpha 進(jìn)行擴(kuò)展），具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的處理器系列產(chǎn)品。
根據(jù)PPT資料顯示，SW26010 pro是SW26010改進(jìn)型，擁有6個核心模塊和 1 個協(xié)議處理單元（PPU）構(gòu)成，每個模塊有1個管理Linux線程的核心（MPE）和64個計算核心，總計384 個內(nèi)核，相比之下上一代的SW26010 只有 4 個核心組，說明SW26010 pro單芯片應(yīng)該有50%的性能提升。
SW26010 Pro處理器的64個（8×8）計算核心網(wǎng)絡(luò)是一個具有256KB L2高速緩存的計算處理單元（CPE）。每個CPE有四個邏輯塊，可以在一對上支持FP64和FP32，在另一對上則可以支持FP16和BF16。
SW26010 Pro中的每個核心模塊上都有一個DDR4-3200內(nèi)存控制器和16 GB內(nèi)存，內(nèi)存帶寬為51.4 GB/秒，因此整個處理器有96 GB主內(nèi)存（相比 SW26010 的 32 GB 實現(xiàn)了顯著提升）和307.2 GB/s帶寬。六個CPE通過環(huán)形互連連接，并有兩個網(wǎng)絡(luò)接口，使用專有互連將它們連接到外部。SW26010 Pro芯片的FP64或FP32精度為14.03 PB，BF16或FP16精度為55.3 PB。
另外，SW26010 Pro的MPE內(nèi)核運行在2.1 GHz（前代產(chǎn)品僅 1.45 GHz），CPW內(nèi)核運行在2.25 GHz，再加上全新 64 位 RISC 微架構(gòu)和系統(tǒng)架構(gòu)的改進(jìn)，其 FP64 計算吞吐量也增加了四倍以上。
據(jù)介紹，神威·海洋之光最大的配置超過100000個節(jié)點，共有超過4100萬個核心，分布在大約105個機(jī)柜中，峰值半精度（FP16）性能超過5 Exaflop/s，F(xiàn)P64的理論峰值性能為1.5 exaflops，僅次于美國Frontier超級計算機(jī)。
據(jù)The next platform此前報道稱，如果將神威·海洋之光的規(guī)模擴(kuò)大到120個機(jī)柜，在FP64 pervision下的峰值將達(dá)到1.72 Exaflops，這將超過美國橡樹嶺國家實驗室的1.68 Exaflops的“Frontier”超級計算機(jī)。在160個機(jī)柜的條件下，在FP64的峰值性能將接近2.3 Exaflops，將有望擊敗已經(jīng)安裝完成的美國能源部阿貢國家實驗室的基于英特爾CPU及GPU的新一代超級計算機(jī)“Aurora”，以及正在建設(shè)的美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室基于AMD MI300芯片的“El Capitan”超級計算機(jī)，后兩者的FP64性能都將達(dá)到 2 Exaflops以上。
編輯：芯智訊-浪客劍
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