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— 《进步者日报》编辑部  /  La rédaction

深圳国家超级计算中心发布LineShine,这台百亿亿次级超级计算机搭载4.7万颗全国产处理器。它是首台以100%国产架构达到exascale级别的机器,未使用任何西方GPU。LineShine是中国摆脱技术制裁、构建自主高性能计算生态系统的直接体现。

要点

  • LineShine搭载4.7万颗SW26010-Pro国产处理器,达到百亿亿次级性能,不依赖任何外国GPU
  • 系统运行国产申威操作系统,处理器架构由中国科学院微电子研究所开发
  • 全CPU方案是对NVIDIA和AMD在高性能计算领域主导地位的正面挑战
  • LineShine是中国自2022年以来应对美国半导体出口限制的举措之一
  • 中国由此进入exascale俱乐部,与美国并列,形成两套平行技术生态系统

LineShine展示中国大规模并行计算能力

LineShine基于4.7万颗SW26010-Pro处理器。这款芯片是神威·太湖之光所用SW26010的升级版,采用中国科学院微电子研究所开发的64位RISC架构。每颗处理器集成6个核心组,每组64个核心,共384个核心。

整台机器超过1800万个计算核心,分布于4.7万个节点,通过国产专有网络互联。这一大规模并行方案以核心数量取胜,而非追求单颗处理器的极限性能。国产申威操作系统负责协调数百万并发计算线程。

LineShine的性能与美国Frontier和Aurora超级计算机相当。这一算力可用于模拟需要数十亿个微分方程的复杂物理现象,包括航天力学中的流体动力学和药物研究中的分子相互作用。

全CPU架构折射技术自主战略

LineShine完全放弃图形处理器——这一市场由美国NVIDIA和AMD主导。全CPU方案是中国应对西方先进半导体出口限制的技术路径。2022年10月起,美国禁止向中国出口NVIDIA H100等高性能GPU及先进制程芯片。

西方超级计算机普遍采用CPU与GPU混合架构,以兼顾不同类型的计算任务。LineShine则以SW26010-Pro处理器的统一性取而代之。这一方案简化了编程,也消除了混合架构中CPU与GPU之间有时出现的性能瓶颈。

SW26010-Pro由中国半导体代工厂中芯国际以14纳米工艺制造。这一制程不如最先进芯片的5纳米或3纳米精细,但通过软件优化和能效设计加以弥补。LineShine整机功耗约15兆瓦,仅为早期exascale超级计算机的一半。

中国推动两大平行技术生态系统加速形成

LineShine是中国15年国产高性能计算投资的阶段性成果。2009年启动的国家计划明确以技术自主为目标,提前应对可能出现的西方限制。随着地缘政治紧张加剧,全球技术生态系统加速分化,这一战略正在显现成效。

影响不止于科学计算。LineShine将作为中国人工智能算法的测试平台,支持百度、阿里巴巴和腾讯开发语言和识别模型。这类应用需要大规模算力,过去主要依赖NVIDIA GPU。SW26010-Pro架构为AI模型训练提供了不依赖西方技术的可行替代方案。

这种技术分化自2022年以来持续加速。美国持续收紧先进半导体出口限制,战争重返经济计算,给脆弱国家带来压力,迫使各国选择技术阵营。中国以大规模投资回应:中芯国际主攻半导体,神威专注高性能计算,数十家AI芯片初创公司同步发力。

LineShine将中国重新定位于全球exascale竞赛

LineShine的性能与美国Frontier(1.1 exaflops)和Aurora(2 exaflops)处于同一水平,印证了中国在高性能计算领域的技术积累。这一成果出现在美国首次实施先进芯片出口限制四年之后。

该机器部署于深圳国家超级计算中心,服务于华南地区高校和科技企业。LineShine将支撑气候、能源和材料科学领域的国家研究计划。这些领域高度依赖密集数值模拟,长期由西方超级计算机主导。

SW26010-Pro专门针对科学模拟所需的双精度计算进行优化。这与西方方案形成对比——后者更看重科学计算与商业应用之间的通用性。LineShine牺牲了灵活性,换取目标领域的最大效率,与中国集中规划研究优先级的模式一脉相承。

LineShine也验证了中国技术发展的跨越式路径:不是渐进改进现有架构,而是投资能绕过西方壁垒的新架构。这一方式与中国航天战略相似——后者在数十年内独立开发了运载火箭和空间站。

西方失去战略高性能计算的垄断地位

LineShine改变了高性能计算的地缘政治格局。美国无法再依靠半导体出口限制来阻止对手获取顶级算力。这一杠杆的削弱,迫使西方重新审视对华技术遏制战略。

欧盟在密切关注这一分化。EuroHPC计划正在推进搭载欧洲ARM处理器的超级计算机,但关键组件仍依赖美国技术。LineShine证明完全自主的路径确实可行,这给欧洲与美国的技术联盟战略带来了新的疑问。

高性能计算的分裂,是两大平行生态系统形成的缩影:一个以美国为核心,一个以中国为核心。两个阵营各自发展标准、架构和软件。这与1990至2010年代美国标准主导全球计算的局面截然不同。

LineShine也说明了单边技术制裁的局限。美国的限制确实放缓了中国获取顶尖技术的速度,但同时刺激了中国的本土创新。技术封锁催生自主创新,这一规律并不新鲜,历史上已多次验证。

一个坚定的技术强国可以在十年内摆脱关键依赖——中国用LineShine给出了一个具体案例。这一结论的意义超出高性能计算本身,适用于所有西方曾认为能够通过技术控制长期保持优势的战略领域。

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