登頂世界第一的日本超算「富岳」強在哪?

2020/07/14


       日本理化學研究所(理研)和富士通開發的超級計算機「富岳」在運算速度等全球排行榜上奪得四項冠軍。「富岳」追求使用便利性,先於海外企業加緊開發的新一代超算投入運行,運算速度遠遠高於第2名。「富岳」還很快在新冠傳染病研究方面取得成果,不斷積累實績。

   

「富岳」在超算排行榜上奪得世界第一後,理研理事長松本纮(右)在「富岳」前拍照留念(6月23日,神戶市中央區)

   

       超算是通過使用大量相當於生物大腦的CPU(中央處理器)和GPU(圖像處理晶片)來大幅提高運算能力的計算機。擅長同時處理多種要素的計算,能通過模擬(數值計算)來得出現實世界中很難實施的試驗等的結果。每秒運算次數越多,獲得的答案精度就越高。以美國和中國為代表,世界各國展開了激烈的開發競爭。

 

       運算速度等位居首位

 

       在關於高速計算機的國際專家會議發佈的最新排行榜上,「富岳」摘得四項桂冠,分別為(1)每秒鐘的運算速度;(2)與實際用於分析的軟體相近的運算速度;(3)大數據處理速度;(4)讓人工智慧(AI)學習數據的速度。富岳的運算速度為每秒41.5京次(1京為1億億),與排名第二的美國IBM等研發的「頂點」(Summit)拉開了2倍以上的距離。

 

       這是日本國産超算自「京」以來時隔8年半重獲冠軍。「京」創下的每秒運算次數紀錄為8162萬億次,速度是當時排名第二的中國超算的3倍以上。「富岳」是第6臺奪得世界冠軍的日本超算。這再次證明日本的硬體技術之強,不過過去「京」存在一個課題,那就是使用不夠便利。

 

       「京」運用了負責研發的富士通使用的CPU的基本設計,可以使用的操作系統有限。因此,用戶使用「京」時,需要花功夫自己更換或者重新開發操作系統。針對投入國家經費研發的超算,用戶一直要求採用便於使用的設計。

 

       富士通社長時田隆仁表示,「懷著對使用便利性的強烈追求推進了富岳的開發」。修改了CPU的基本設計,運用了作為智慧手機CPU等廣泛普及的英國ARM的基本設計。操作系統也採用企業廣泛使用的美企開發的Linux,提高了兼容性。

 

       已應用於新冠研究

     

       全球企業和研究人員開發的很多軟體無需費力調整就能在富岳上使用。日本理化學研究所和京都工藝纖維大學等組成的研究團隊已在新冠研究中使用「富岳」模擬了説話和打噴嚏時飛沫擴散的過程。「富岳」有望為防疫發揮作用。

 


 

       超算在醫療領域和防災領域將得到廣泛應用。在醫療領域,超算可以搜索多達數百億種的蛋白質及化合物的組合,快速找到候選新藥。在防災領域,超算可以對涉及海嘯動向和全球規模氣候變化等多種因素的現象進行計算,幫助預測災情。

 

 

       可進行各種數值運算的超算也關係到産業競爭力和安全保障。在世界各國當中,美國和中國都在致力於開發「EXA100京)級」超算。美國將在2021年將EXA級超算「極光」(Aurora)投入運行。中國也被認為2020年底以後將啟動同等級別的超算。

 

       「富岳」之所以能在此次的排行榜上摘得桂冠,是因為在中美的超算開發空檔時期率先投入運行,運算速度再次被中美超算反超只是時間問題。日本理化學研究所計算科學研究中心的佐藤三久表示,「除了運算速度之外,實際的軟體方面的性能也很重要」,強調了「富岳」的易用性。

 

       「富岳」在此次新增的AI處理性能排名中也位列第一。全球對AI領域的成果充滿期待。日本國産超算以「使用不便」的批評作為前進的動力,最終拔得排行榜頭籌。

 

       日本經濟新聞(中文版:日經中文網) 矢野攝士

 

版權聲明:日本經濟新聞社版權所有,未經授權不得轉載或部分複製,違者必究。