| 牛人 |
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| 國(guó)產(chǎn)芯片比美國(guó)差，為何中國(guó)超算能稱霸全球？ |
大家都知道中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)非常厲害，天河二號(hào)和神威太湖之光，都先后霸占世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜首多年，中國(guó)的超算水平是全世界領(lǐng)先的，但是中國(guó)個(gè)人電腦，通信芯片等領(lǐng)域，卻和超算反過(guò)來(lái)被美國(guó)吊打，這是為什么呢？
美國(guó)對(duì)中國(guó)禁售超算芯片，中國(guó)被迫自研自造
“美國(guó)對(duì)中興禁售芯片”事件影響力巨大，讓大家看清了美國(guó)的手段，但其實(shí)在這個(gè)事件的3年前，美國(guó)就對(duì)中國(guó)禁售了更重要的一種芯片，這就是2015年對(duì)中國(guó)禁售超算CPU芯片。“天河二號(hào)”曾蟬聯(lián)超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜世界第一多年，共用了3.2萬(wàn)顆英特爾“至強(qiáng)”CPU，和4.8萬(wàn)顆英特爾協(xié)處理器，光采購(gòu)美國(guó)芯片就花費(fèi)幾十億。但超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)前沿科技研發(fā)太重要了，結(jié)果美國(guó)借口“中國(guó)超算用于模擬核爆炸”，在2015年對(duì)中國(guó)禁購(gòu)超算CPU芯片，中國(guó)被迫采用自研自造芯片，并取得巨大成功。
為什么中國(guó)超算性能，能長(zhǎng)期力壓美國(guó)？
國(guó)產(chǎn)CPU的制造工藝不如美國(guó)，但為什么芯片完全國(guó)產(chǎn)的超算“神威太湖之光”的性能能長(zhǎng)期力壓美國(guó)超算？而且“天河二號(hào)”使用的是美國(guó)CPU，為什么也能超越美國(guó)超算6年？實(shí)際上單個(gè)CPU強(qiáng)大并不能決定超算的性能，超算有數(shù)萬(wàn)個(gè)CPU同時(shí)工作，CPU之間的工作協(xié)同與數(shù)據(jù)通信非常重要。
實(shí)際上堆核并不一定能讓芯片性能提高，就像聯(lián)發(fā)科的10核和20核手機(jī)芯片不能叫做高端芯片，性能比高通華為的4核8核芯片更差。超算芯片也是一樣，CPU只是超算芯片的一種最重要的基礎(chǔ)芯片，還需要和另外兩種非常重要的芯片合作，這就是超算數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換芯片和超算加速及消息處理芯片，而中國(guó)在超算數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)交換芯片的研發(fā)實(shí)力上，比美國(guó)強(qiáng)大一大截。單兵能力強(qiáng)只是一個(gè)方面，這相當(dāng)于一只狼指揮一群羊，打敗了一只羊指揮的一群狼。
超算和個(gè)人電腦是兩條基本不相交的道路。超算是用很多臺(tái)機(jī)器并行運(yùn)算，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是把大量的CPU、GPU組在一起使用，超級(jí)計(jì)算機(jī)其實(shí)是一個(gè)由眾多計(jì)算機(jī)組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)群，不僅是芯片需要專門定制，操作軟件也需要專門的。個(gè)人電腦芯片，是不斷改進(jìn)芯片的制造工藝設(shè)計(jì)水平，盡量的把單個(gè)芯片性能的做的強(qiáng)大。
中國(guó)的超算，在剛開始發(fā)展時(shí)也是使用外國(guó)的技術(shù)，例如天河二號(hào)就是使用英特爾的技術(shù)，不過(guò)在2015年美國(guó)禁止英特爾等公司向中國(guó)出售至強(qiáng)芯片用于中國(guó)天河二號(hào)計(jì)算機(jī)的升級(jí)，此后中國(guó)一些軍用科研單位就再也無(wú)法獲得英特爾的技術(shù)支持了。之后中國(guó)自己研發(fā)制作出了神威太湖之光超級(jí)計(jì)算機(jī)并且排在世界第一。那么神威太湖之光的技術(shù)哪里來(lái)的呢？
神威是在美國(guó)禁止出售高性能處理核心背景下研制的，中國(guó)在超算剛開始研究時(shí)，例如之前的天河一號(hào)，就已經(jīng)考慮到了美國(guó)政府卡脖子的問(wèn)題。中國(guó)早在上個(gè)世紀(jì)就開始布局尋找，如何在計(jì)算機(jī)芯片領(lǐng)域打破美國(guó)的壟斷。在1999年中國(guó)買來(lái)康柏Alpha處理器授權(quán)，那么這個(gè)康柏是何方神圣呢，康柏曾經(jīng)是世界領(lǐng)先的電腦銷售商，康柏在1998年收購(gòu)了Alpha處理器研發(fā)公司DEC，Alpha是一個(gè)技術(shù)上很成功的芯片，但是在商用失敗了，Alpha單論性能功耗先進(jìn)程度來(lái)說(shuō)要比英特爾的X86架構(gòu)還要好。
后來(lái)Alpha失敗之后被收購(gòu)，很多DEC的技術(shù)人員都去了英特爾、AMD、英偉達(dá)等公司，后來(lái)這些公司后來(lái)的產(chǎn)品都用到了Alpha的技術(shù)，例如英特爾后來(lái)引以為傲的超線程技術(shù)。中國(guó)買來(lái)Alpha技術(shù)，就一直對(duì)其研究發(fā)展，在中國(guó)發(fā)展超算的時(shí)候就一直兩條路走路，一邊用國(guó)外AMD 英特爾的技術(shù)發(fā)展超算，一邊用Alpha技術(shù)發(fā)展超算，不過(guò)由于X86生態(tài)好，研發(fā)更加的便捷。在11年建立的國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)濟(jì)南中心，就建有使用Alpha芯片的超級(jí)計(jì)算機(jī)藍(lán)光。藍(lán)光使用的芯片叫做申威1600，在美國(guó)禁止之后，中國(guó)直接把超算備用選項(xiàng)Alpha上馬，并在幾年之內(nèi)研究出太湖之光。
神威太湖之光中國(guó)雖然費(fèi)勁波折還是研究出來(lái)了，由于超算使用的自己自主的操作系統(tǒng)，不用管什么X86、WINDOWS兼不兼容。但是在商用領(lǐng)域就完全不一樣了，商用領(lǐng)域有各種專利，還有大量用戶桌面都被X86壟斷了，手機(jī)芯片都被AMR控制了，就像英特爾想進(jìn)入手機(jī)芯片，卻被ARM及其盟友高通等建立的圍墻擋在外面，有人說(shuō)英特爾X86是復(fù)雜指令集 ARM是精簡(jiǎn)指令集，X86功耗高不適合手機(jī)芯片等等，這其實(shí)就是屁話，當(dāng)初蘋果專門找英特爾希望英特爾為蘋果手機(jī)研發(fā)一款手機(jī)芯片，英特爾拒絕了，之后在想進(jìn)入這個(gè)已經(jīng)由安卓ARM控制的領(lǐng)域就千難萬(wàn)難。
現(xiàn)在中國(guó)也是這個(gè)情況，中國(guó)也有很多優(yōu)秀的芯片設(shè)計(jì)商，我們也有自己光刻機(jī)雖然工藝落后一些，刻蝕機(jī)也是世界先進(jìn)水平，龍芯水平也不差，就是沒(méi)有X86授權(quán)就無(wú)法在WINDOWS上運(yùn)行，屈服于X86就沒(méi)有自主權(quán)。 我可以這么說(shuō)沒(méi)有人能在個(gè)人電腦領(lǐng)域打敗X86一樣，也沒(méi)有人能在手機(jī)芯片打敗ARM和其盟友，中國(guó)民用芯片想要崛起只能暗自積蓄實(shí)力等待和創(chuàng)造機(jī)會(huì)，就像ARM崛起一樣，在一個(gè)新興的領(lǐng)域壯大，就像斯柯達(dá)在膠卷無(wú)人能敵，但是最后還是在數(shù)碼相機(jī)的時(shí)代倒下了一樣。
中國(guó)現(xiàn)在在新興的NPU人工智能芯片領(lǐng)域就很不錯(cuò)，特別是在手機(jī)人工智能芯片可以說(shuō)是領(lǐng)先者，華為麒麟處理器用的是ARM CPU GPU的IP，但是NPU用的是中國(guó)自己寒武紀(jì)公司的IP。
美國(guó)借鑒中國(guó)超算芯片設(shè)計(jì)，但一下代E級(jí)超算研發(fā)進(jìn)度落后中國(guó)
雖然由美國(guó)IBM建造的橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室超算SUMMIT，今年超過(guò)“神威太湖之光”，重返第一，但500強(qiáng)中，中國(guó)擁有206臺(tái)，美國(guó)只有124臺(tái)，中國(guó)超算數(shù)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)美國(guó)。（在德國(guó)法蘭克福舉行的國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)6月17日發(fā)布了全球超算500強(qiáng)最新榜單：中國(guó)境內(nèi)有219臺(tái)超算上榜，美國(guó)以116臺(tái)位列第二，日本、法國(guó)、英國(guó)和德國(guó)依次位居其后）
而且美國(guó)橡樹嶺的超算，正是經(jīng)過(guò)多年努力，比較成功的模仿借鑒了中國(guó)超算CPU芯片眾核設(shè)計(jì)和超算數(shù)據(jù)通信芯片的設(shè)計(jì)，再加上美國(guó)CPU和GPU工藝的優(yōu)勢(shì)。但正由于超算設(shè)計(jì)和架構(gòu)策略類似，太湖之光最高速度是125P，美國(guó)Summit最高速度是187P，中美超算沒(méi)有倍級(jí)上的性能差別，更沒(méi)有量級(jí)上的性能差別。
實(shí)際上中國(guó)兩年前就已停止這一代超算的研發(fā)，美國(guó)Summit至少能霸榜兩年。不過(guò)也不用著急，因?yàn)橹袊?guó)下一代的E級(jí)超算研發(fā)進(jìn)展非常順利，“天河三號(hào)”和“神威E級(jí)超算”的原型機(jī)已經(jīng)成功運(yùn)作使用，到2020年就能正式投入使用，性能速度是上一代超算的10倍至100倍。而美國(guó)下一代的E級(jí)超算研發(fā)還在初級(jí)階段，原型機(jī)還沒(méi)出來(lái)，至少落后中國(guó)一兩年。但未來(lái)一二十年，美國(guó)超算依然是中國(guó)的最大對(duì)手，甚至可能每隔一兩年冠軍寶座就會(huì)在中美之間不斷更換主人，畢竟超算是最強(qiáng)大的前沿科技研發(fā)的工具。
登上歷史舞臺(tái)的中國(guó)最重要的四個(gè)系列超算：
1983年，我國(guó)第一臺(tái)每秒運(yùn)算1億次以上的計(jì)算機(jī)“銀河”研制成功，從此開啟超算世界的征程。隨后，銀河二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)接踵而至，算力也從每秒1億次提升到1萬(wàn)億次。
1992年“曙光一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)研制成功，
1999年“神威”問(wèn)世，
2002年聯(lián)想成功研發(fā)“深騰”
這是一場(chǎng)任正非渴盼已久的戰(zhàn)爭(zhēng)，美國(guó)不是對(duì)手！
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