IT領(lǐng)域的摩爾定律認(rèn)為，電腦性能每18個月就將提升一倍。中國“天河二號”超級電腦在世界超級電腦排行榜上連續(xù)三次奪得冠軍，固然值得慶賀，但另一方面也顯示，超級電腦的技術(shù)陷入瓶頸狀態(tài)。

據(jù)香港《成報》網(wǎng)站7月3日報道，中國計算機(jī)學(xué)會高專委秘書長、中科院計算所研究員張云泉表示，以往超級電腦通過增加處理器數(shù)量就能不斷提高性能。但美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的豪斯·費(fèi)姆尼教授認(rèn)為，最近幾年超算技術(shù)上的發(fā)展，都不足以突破艾級超算的障礙。原來認(rèn)為2018年就能實現(xiàn)1000P級別的超算，現(xiàn)在推遲到2020年，甚至2022年都無法實現(xiàn)。

大功率處理器散熱難

超算發(fā)展目前面臨的挑戰(zhàn)首先是功耗控制難。目前的集成水平和此前相比并沒有根本性改善，以現(xiàn)有技術(shù)，極超級電腦的功耗會超過20兆瓦，建造費(fèi)用將超過2億美元，這將帶來一系列技術(shù)和運(yùn)營問題。例如“天河二號”一年僅電費(fèi)就要1億元人民幣，全速運(yùn)算的話，電費(fèi)更高達(dá)1.5個億。如果還是按照老思路，依靠增加規(guī)模制造出的極級超算，功耗可能會達(dá)到50兆瓦-100兆瓦，這需要有一個專門的核電站來給它供電，這樣的超算顯然沒有實用價值。同時這樣密集排列的大功率處理器，也會帶來無法解決的散熱問題。因此國際上公認(rèn)的極級超算標(biāo)準(zhǔn)是，功耗必須控制在20兆瓦內(nèi)，這就要求在制造工藝上有革命性突破。

其次是可靠性問題，將來超級電腦併發(fā)部件將超過10億，以現(xiàn)在的故障率，平均每過10至20分鐘系統(tǒng)就會報一次硬件錯誤，而每次處理錯誤需要半個小時。這顯然也是無法容忍的。

報道稱，超算還面臨數(shù)據(jù)的訪問速度限制?，F(xiàn)在超級電腦運(yùn)行的速度愈來愈快，但現(xiàn)有存儲器讀取數(shù)據(jù)的速度卻已無法跟上需求，也成為超級電腦性能提升的瓶頸。因此美國也有一批教授認(rèn)為應(yīng)該反思超算的發(fā)展方向，改變追求峰值運(yùn)算速度的模式，而注重實用價值。例如放棄通用型超算，而是根據(jù)實際需求定制超算。

報道認(rèn)為，超算要取得更長遠(yuǎn)發(fā)展需要解決架構(gòu)難題。高效能服務(wù)器和存儲技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室主任、浪潮集團(tuán)首席科學(xué)家王恩東認(rèn)為，如何開發(fā)更加創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)從而突破性能瓶頸，使超算性能從千萬億次上升到百億億次，這是全球超級電腦專家都關(guān)心的話題之一。去年在上海交通大學(xué)上線運(yùn)行的中國高校第一超級電腦就使用了浪潮和上海交大共同開發(fā)的CPU GPU MIC的創(chuàng)新技術(shù)架構(gòu)，目前這種架構(gòu)被普遍認(rèn)為是突破P級到極級最有可能的方法。

超算突飛猛進(jìn)美不安

中國目前在全國各地已投資建設(shè)或計劃建設(shè)八個國家超級計算機(jī)中心，其中包括將在無錫新建的一個大型超級計算機(jī)中心。中國在超算領(lǐng)域的快速突破，讓美國感到不安。4月底，美國政府在加州大學(xué)圣地亞哥分校的全球沖突與合作研究所邀請中美超級電腦專家召開“中美超級計算戰(zhàn)略對話會”，目的就是研判中國現(xiàn)在發(fā)展超算的目的是甚么，是用于軍事還是科學(xué)研究？美國一直擔(dān)心，如果中國在超算核心硬件上實現(xiàn)了自主可控，應(yīng)用軟件也上去了，以后美國就無法在超算領(lǐng)域限制中國的進(jìn)步了，從而威脅美國的領(lǐng)先地位。據(jù)張云泉了解，事實上現(xiàn)已有歐美科學(xué)家因為無法在本國找到合適的超算平臺，而前往中國超算中心來運(yùn)行科研程序。