美国禁运让中国下代超算遭致命打击？告诉你实情

原题目：美国的最新禁运，会让中国下代超算遭致命袭击？敷陈你实情！ （本文来自www.jj00.com）

比来这几天，有很多美国媒体幸灾乐祸，认为中国超算行业将受到致命袭击，脱离了美国的CPU，中国将造不出超算。事实是如许的吗？这个禁令对我国的超算行业有什么影响？ （本文来自www.jj00.com）

据多家媒体报道，在本地时间6月21日，美国商务部以国度平安为由，再次将中国的5家实体加入进出口管制的实体清单，禁止它们从美国的供给商采购零部件，相关决意于6月24日生效。这五家实体与中国超算行业的"三巨头"中的两位相关，涉及到"曙光"和"神威"两款超算。这五家实体中的江南较量手艺研究所就是"神威"超算的研发制造单元单子。而其他四家实体，中科曙光，天津海光（Higon）、成都海光集成电路、成都海光微电子手艺全都与"曙光"系列超算有关。

比来这几天，有很多美国媒体幸灾乐祸，认为中国超算行业将受到致命袭击，脱离了美国的CPU，中国将造不出超算。事实是如许的吗？这个禁令对我国的超算行业有什么影响？本文将对这个问题进行具体剖析。

首先，美国为什么要再次对我国超算企业进行制裁？

实际上，早在2015岁首，美国商务部就将中国的四大超算中心加入了禁运清单。这源于美国长久以来的焦虑：在大约40年中，中国的超算行业从完全进口美国产物，到购置美国的CPU本身制造超算，再到使用本身的CPU和加快器制造超算；从只有几台超算，在全世界超算市场里何足道哉，到拥有超算的数量全球第一，大大超越美国；从拥有的超算机能低下排不上号，到称霸全球最快超算排行榜第一名多年；中国超算行业走出了一条完美的逆袭之路。

世界超算组织top500.org每半年推出一次全球最快的500台超算排行榜。本年6月方才推出了最新的榜单。全球最快的500台超算数量按国度的分布图如下：

▲数据起原于top500.rog，由笔者整顿

TOP500榜单中，中国超算的数量达到了219台，占全球的44%，世界第一；美国以116台的数量占全球的23%，比中国掉队甚多。

要知道，在仅仅一年前的2018年6月，中国在TOP500中的超算总数照样206台，美国照样124台。这一年中，中国又有了提高，美国又在退步。从趋势来看，中国的优势会越来越大。

因为超算在军事，科研和经济中的伟大感化，美国心里的焦虑是能够懂得的。他们急于按捺住中国的成长势头，于是就把贸易诚信和平正商业原则仍进下水道，祭出了禁运大法。那么，此次的禁运办法对中国超算行业有什么影响？

对中国正在研制中的三台E级超算影响不大

在2018年炎天，美国的超算SUMMIT终于排上了TOP500的第一名，把霸榜多年的中国"太湖之光"挤到了第二名，它比"太湖之光"快60%摆布；接着，美国的另一台超算Sierra投入使用，它以微弱的优势把"太湖之光"挤到了第三位。

美国的媒体兴奋起来，一改多年的静默，起头揄扬下一代E级超算的威力。所谓E级超算，是指每秒钟运算一百亿亿次的超等较量机，比SUMMIT还好快很多倍。美国的E级超算规划在2021年摆布投入使用，而中国为E级超算预备了三个方案，悉数使用国产CPU和加快器，也规划在2020到2021年时代陆续投入使用。

这里需要介绍一下加快器，超算的焦点部件不止是CPU，因为超举动的是密集的科学较量工作，CPU执行如许的较量义务并不是效率最高的，拥有浩瀚运算单元的加快器处理器的效率更高，对照典型的加快器芯片就是Nvidia公司的通用型GPU，以及英特尔公司的至强XeonPhi处理器。

比来几年显现的超算有一个趋势，就是使用一颗CPU带多颗加快器的架构，较量义务首要由加快器芯片完成，CPU首要做协调，通信和分派义务的工作。

那么，美国的此次禁运对我们的E级超算有什么影响呢？让我们来细心看看。

我国为下一代E级超算预备的三套方案，全都使用国产CPU和加快器芯片：

河汉三号E级超算：

2018年5月19日，国度超算天津中心展示了河汉三号原型机，在2018岁尾投入使用。河汉三号的全设置主机规划在2020年投入使用，机能规划为1EFlops。河汉三号将使用国产高涨FT2000plus或许后续型号的CPU，以及国防科技大学的Matrix2000plus或许后续型号的加快器芯片。

高涨CPU采用ARM架构。

Matrix2000加快芯片是国防科大的通用DSP芯片，GPDSP，就像英伟达公司通用GPU（GPGPU）那样，DSP（数字旌旗处理器）也拥有大量的运算单元。

神威E级超算：

神威系列超算是由江南较量机研究所研制的。2018年7月神威E级原型机落户于国度超算济南中心，需要三年摆布的研发时间，将在2021年正式投入使用。神威的CPU一定是申威系列的最新型号，加快器或者也会采用Matrix2000plus或许厥后续型号。

申威系列CPU脱胎于DECAlpha处理器架构。

曙光E级超算：

中科曙光首要使用X86架构的CPU。在最新的TOP500榜单里，共有曙光公司制造的63台超算。除了一台以外，另外62台悉数使用英特尔的至强CPU，有些超算还使用了英伟达的Tesla加快器芯片。

猛的一看，似乎此次禁运对曙光公司是致命的袭击。因为英特尔和英伟达的芯片今后都买不到了。然则，曙光公司早就有了全国产化结构。机要就在这62台之外的那一台超算上。

CPU：

这台型号为TC8600的超算是2018年投入使用的，它的CPU采用的是天津海光公司的HygonDhyana处理器，32核，2Ghz频率。天津海光公司在2016岁首获得了美国AMD公司的第一代ZEN架构的永远授权，起点相当高，要知道AMD公司在2018年才推出第二代ZEN2的架构。海光3000系列CPU使用的是x86通用架构，，完全支撑Windows10Pro，WindowsServer2019，LinuxCentos7.x等主流把持系统，并且还有雷同AMDEPYC的办事器版，最多32核64线程，根蒂频率2.0GHz，加快频率可达3.0GHz，并且涵盖了从4核到32核在内的多个产物线。

在此次禁运发布后，海光公司无法再获得AMD新的产物架构授权，但这并不影响已经获得的授权。海光公司已经组建了跨越500人的研发团队，有能力在已经获得的授权的根蒂上，进一步斥地新的产物，提拔CPU的机能。这也意味着将来X86架构的CPU在中国或者会发生硬分叉，我们将此后与美国分道扬镳，走出本身的路来。

加快器芯片：

而这台曙光超算的加快器芯片更有意思：它的名称为DeepComputingProcessor。凭据公开的新闻报道，曙光的加快器芯片是基于我国寒武纪公司的AI处理器架构研制的，全球举世无双。曙光公司的通稿上说："2017年11月，曙光基于寒武纪低功耗深度进修处理器，率先推出PHANERON，引起业界普遍存眷。时隔6个月，寒武纪发布机能更为强劲的MLU100，曙光同步升级PHANERON产物，并发布一系列搭载寒武纪MLU100的办事器产物，连结着在智能办事器范畴的持续领先"

这意味着曙光TC8600超算应用于AI范畴将拥有极大的优势。

将来曙光公司的E级超算，应该就是基于海光公司的最新CPU和曙光本身设计的PHANERONAI加快芯片的最新版本。

由此也能够看出美国商务部的此次禁运，也基本影响不了曙光公司的E级超算产物。

禁运或者对曙光公司的商用超算产物线的影响伟大

我们还需要看到，因为曙光公司的首要产物线都是基于英特尔的CPU和英伟达的加快器芯片，在此次禁运之后，这些产物线都难认为继了。从贸易层面来说，对曙光公司的影响伟大。然则好在曙光有了全国产的CPU和加快器芯片替代产物。我们能够从排名第43的曙光TC8600和排名第88位的曙光TC4600LP/W740l这两台超算的测试数据看出一些细节来：

表格起原于top500.org，笔者进行整顿剖析

曙光TC4600LP超算是基于英特尔至强CPU和英伟达Tesla加快器的产物。从以上测试数据来看，使用国产CPU和加快器的TC8600超算，在使用了3倍多的CPU焦点数量以及5倍摆布的加快器焦点数量的情形下，跑分只不外增加到了1.4倍到1.7倍。然则功耗下降了好多，功耗效率提拔了3倍多。

笔者剖析这首要是因为TC8600采用的AI加快器并不适合传统的浮点运算，它只是在AI运算上具有伟大优势。

这也意味着，曙光公司缺乏合适的加快器芯片，来提拔系统的浮点运算能力。这或者会对曙光公司的贸易成长发生晦气影响。

或许曙光公司的将来发卖重点将转向AI运算。然则，也不清扫将来曙光公司斥地基于国产Matrix2000加快芯片的产物。

在这里必需介绍一下，为何曙光公司不克抛却X86架构的CPU。

全球TOP500强的超算100%都使用Linux把持系统的分歧刊行版。这些版本都为各自的CPU和加快器芯片做了优化。而在超算上跑的应用软件也会受到CPU架构的影响。

从今朝来看，对X86架构优化的Linux系统最成熟，应用软件最多，法式斥地最轻易，整个软件生态系统最成熟，不乱。而国产申威和高涨CPU的系统则有些不足，软件对象为它们优化得少，编程也有些麻烦，系统bug也较多，整个软件生态系统只是解决了可用，离X86系统那样的好用仍然有必然距离。

所以，无论从国度的计谋方面，照样从曙光公司的贸易前景而言，X86架构都是应该对峙做下去的。

中国半导体系造手艺的提高将极大地推进国产超算CPU和加快器芯片的机能

中国的半导体系造业历久以来是我们最大的短板。在台积电和三星电子已经量产7纳米工艺，英特尔已经小规模量产10纳米工艺的时候，我国今朝最进步的半导体系造工艺照样中芯国际的28纳米工艺。

而在上面提到的国产CPU，要么使用国产较掉队的工艺，自立机能够包管，但机能掉队；要么在国外找半导体代工企业生产，机能能够提拔，但自立性无法获得包管，说不定什么时候就会被掐脖子。

但这个状况很快就要竣事了。中芯国际在2018年8月的第二季度业界申报中公布，其14纳米生产工艺取得了重猛进展，第一代FinFET手艺研发已经进入了客户导入阶段。而正式量产则规划在2019年中期。所以，很快，我们就会拥有本身的14纳米半导体生产工艺了。

14纳米有多厉害？要知道，如今英特尔所有的台式机和办事器芯片都是14纳米的。英特尔在方才曩昔的台北电脑展上公布会小规模量产10纳米工艺的低电压笔记本电脑处理器，而且估计将来几年14纳米仍然是它的主力工艺。只有AMD在台积电的代工下，方才公布实现了CPU的7纳米工艺生产。

若是国产超算CPU和加快器芯片都使用中芯国际的14纳米工艺生产，它们的机能将会获得一个飞跃。

美国终将搬起石头砸本身的脚

实际上，美国在2015年对中国的四大超算中心的禁运，已经砸了它本身的脚：英特尔的至强Phi加快器芯片停产。

▲图为美国《小我较量机》杂志昔时对美国封杀中国四大超算中心，禁止因特尔供应至强Phi加快器芯片给它们的报道

笔者在这里列一些事实：

中国的河汉2号超算离别使用了3.2万颗XeonE5CPU和4.8万颗XeonPhi加快器。

对于XeonPhi的销量，IntelCEO曾透露过2016年的方针是10万颗出货量。

可见，单单我国的河汉2号就能达到Intel2016年约一半的XeonPhi销量。

2015年4月9日，美国商务部公布对中国的四家超算中心禁运英特尔的至强Xeon处理器和至强Phi加快器芯片。

2016年6月18日，至强Phi7290/7250加快器价钱直接腰斩。到2017年8月24日，英特尔公布至强Phi7200系列协处理器加快卡进入停产退市历程。

▲图为美国《小我较量机》杂志在昔时的报道中也提到中国市场对于因特尔这一芯片的主要性，以及美国禁令将给因特尔带来繁重袭击

笔者毫不猜忌英特尔至强Phi加快器芯片的停产就是因为对中国的禁运。这甚至影响到了美国下一代E级超算的斥地。美国的E级超算，CPU可选择英特尔和AMD的X86处理器以及IBM的Power处理器，而加快器芯片今朝只有一个选择，就是英伟达的通用GPU。

那么美国商务部的此次禁运会有什么究竟呢？笔者相信，在我们自食其力的起劲之下，几年之后，世界上会显现几个新的超算CPU生态圈，彻底打破美国的垄断。

实际上，美国《..》和《华尔街日报》也都不认为美国当局的这一袭击中国超算的勾当会阻碍中国的成长。这两家媒体采访几位分歧的美国超算专家就透露，美国当局的行为固然短期内或给中国的超算成长带来阻碍，却也会加倍果断中国斥地本土手艺替代美国科技的决心。

而一件必然会要发生的事，就是在2020年和2021年，中国有三台E级超算将会冲击TOP500排行榜的冠军位置，把美国超算踢下去。让美国看看，谁才是超算范畴的王者！

（责任编纂：孙启浩CN037）