¿Por qué las supercomputadoras nacionales lideran el mundo, pero las CPU nacionales todavía están rezagadas?
En primer lugar, la potencia informática de los superordenadores no depende del sentido estricto de CPU. Las supercomputadoras requieren potencia de cálculo de punto flotante, pero las CPU que se encuentran actualmente en el mercado son inherentemente deficientes. En Tianhe-1 y Tianhe-2, lo que realmente proporciona potencia informática a las supercomputadoras son las GPU y los coprocesadores, al igual que el funcionamiento de su PC, la programación de la CPU y la tarjeta gráfica. En Tianhe 1 y 2, compré el hardware directamente. Tianhe-1 y Tianhe-2 básicamente usan Intel Xeon E5 Xeon Phi, e incluso tarjetas gráficas AMD (la tarjeta gráfica real hd4870x2, ni siquiera una tarjeta de computadora). Después de eso, Estados Unidos comenzó a restringir las exportaciones a China, principalmente productos embargados como Xeon Phi y Nvidia Tesla, pero las CPU no fueron tan estrictas. TaihuLight empezó a utilizar su propio procesador. En esencia, la idea de diseño del sw26010 es similar al Xeon Phi de Intel con interfaz LGA. En cuanto al proceso, la potencia informática del reactor de muchos núcleos es de 28 nm. Se puede decir que este proceso es un proceso generalizado en 2015 y de ninguna manera es un retroceso. Y el filamento que ahorra energía es varios grados mejor que el de Intel. Por supuesto, este tipo de procesador no tiene sentido para un PC.
Lo que es más interesante es que este año se lanzó la serie xeon phi 7200, que es similar al sw26010. Entonces, primero pregunte si es así y luego por qué. Por supuesto, la CPU de China todavía está bien y no está mal.
Entonces, ¿por qué no para uso civil? Sin patentes y autorizaciones es imposible adaptarse al mercado.
Para producir CPU en el país, tenemos que pagar las tasas de patentes correspondientes en el extranjero y solo necesitamos establecer un conjunto de patentes y protocolos de comunicación exclusivos. La clave es que hay que conseguir que otros proveedores de ordenadores admitan ambas cosas. De lo contrario es inútil.
Peter Beckman, director de la Escuela de Ciencias e Ingeniería del Laboratorio Nacional Argonne, dijo una vez en una entrevista con los medios: “En los últimos años, China ha realizado enormes inversiones y esfuerzos en supercomputación "La velocidad". "El nivel de desarrollo y los logros son asombrosos". Y los colegas extranjeros han comenzado a envidiar a China, elogiando a China porque "el país está haciendo cosas" (lo que significa que China es muy eficiente en hacer las cosas). Los sistemas de supercomputadores chinos TaihuLight Shenwei y Tianhe-2 todavía ocupan los dos primeros lugares en la última lista de los 500 principales. Hasta cierto punto, los logros de China en supercomputación están altamente correlacionados con sus capacidades industriales, académicas y militares. La razón por la que el pueblo chino está orgulloso no es solo porque "Taihu Light Divine Power" una vez más ocupó el primer lugar en la lista TOP500 sin ninguna presión, y su velocidad es aproximadamente 5 veces mayor que la del sistema de supercomputadora Titán más rápido de los Estados Unidos. sino también porque "Taihu Light Divine Power" "Zhiguang Shenwei" utiliza chips con derechos de propiedad intelectual independientes de China. Además, "Sunway TaihuLight" ha logrado avances sin precedentes en tecnologías clave como arquitectura, interconexión de alta velocidad y software de sistemas. Tianhe-2 utiliza chips Intel.
La CPU doméstica "Sunway 1600" ensamblada por Sunway Blu-ray Computer System.
En opinión de muchos operadores nacionales, los logros de China en el campo de la supercomputación no deberían hacer que el pueblo chino se sienta complaciente. Actualmente, el Departamento de Energía de Estados Unidos apoya la construcción de dos nuevos sistemas de supercomputación, Summit y Sierra. Se espera que la supercomputadora Summit del Laboratorio Nacional Oak Ridge entre en funcionamiento en 2018 y su rendimiento informático será aproximadamente el doble que el de Sunway TaihuLight. En otras palabras, en 2018, Estados Unidos recuperará su dominio en el campo de la supercomputación. Además, empresas estadounidenses como Intel todavía dominan la industria de los chips. Por ejemplo, en la última lista de los 500 principales, 471 sistemas de supercomputación utilizan chips Intel y 14 sistemas de supercomputación utilizan chips IBM.
Sobre este tema, algunos medios citaron directamente a Qing Ji, subdirector general de la división de productos informáticos de alto rendimiento de China Sugon Company, diciendo: "Las supercomputadoras de clase E son las joyas de la corona que los países de todo el mundo "El mundo está compitiendo, ocupando las alturas de mando estratégico es muy importante, pero desde una perspectiva de la industria, nuestra intención original más esencial es proporcionar más opciones y posibilidades para los usuarios globales". Para ser justos, Qingji hizo un buen comentario. El desarrollo de sistemas de supercomputación por parte de China no tiene como objetivo aplastar a sus homólogos extranjeros, sino servir a la gente de todo el mundo.
Todavía existe una gran brecha entre China y sus homólogos estadounidenses en el campo de los chips. ¿Cuál es la razón? Busqué en muchos sitios web en el país y en el extranjero y finalmente encontré algunas palabras que dijo Loongson Zhongke Hu en una entrevista con los medios a principios de 2018, incluidos tres puntos.
En primer lugar, si utilizamos una carrera para describir la competencia entre países en el campo de los chips, China ni siquiera podía ver las espaldas de sus homólogos extranjeros en el pasado, pero al menos puede ver las espaldas de sus homólogos extranjeros. homólogos extranjeros hoy, y se verá en 2020. La nuca y el cabello de los homólogos extranjeros. China va desesperadamente detrás, pero sus homólogos extranjeros también van desesperadamente adelante. China debe tener un proceso para ponerse al día con sus homólogos extranjeros. En segundo lugar, China lleva casi 40 años reformándose y abriéndose. En estas cuatro décadas, China ha logrado grandes logros. Anteriormente, China pasó por alto directamente las tecnologías de alta tecnología, como las CPU con chips de uso general, los sistemas operativos, los motores y los instrumentos de alta gama. Ahora, si China quiere crecer de grande a fuerte, debe retroceder y conquistar estas tecnologías de vanguardia. Será un largo proceso para que China domine estas tecnologías de vanguardia. Debido a que estas tecnologías de alta tecnología son muy complejas, hay muchos factores que afectan estos productos de alta tecnología. China sólo puede desarrollar estos complejos sistemas paso a paso.
En tercer lugar, en el proceso de investigación y desarrollo de sistemas complejos en nuestro país, como chips de uso general, sistemas operativos, motores e instrumentos de alta gama, no se debe a falta de dinero ni a problemas institucionales importantes. tiempo. Además, si China quiere desarrollar productos como chips, sistemas operativos y motores que puedan producirse en masa y tener competitividad internacional, debe descubrir constantemente problemas durante el proceso de solicitud y luego mejorar continuamente los productos en el proceso de resolución de problemas.
En pocas palabras, la base de China en campos de alta tecnología, como los chips, es mucho más débil que la de sus homólogos extranjeros, lo que lleva a China a quedarse atrás en el campo de los chips. De hecho, en muchos campos de alta tecnología hoy China está desempeñando un papel de recuperación. Permítanme decirles que si China no se hubiera perdido la primera, segunda y tercera revolución tecnológica, los logros actuales de China en el campo de la alta tecnología serían definitivamente mucho mayores y más brillantes de lo que son ahora. No queremos investigar la historia de más de 100 años antes de la fundación de la Nueva China. Es más, basándose en la velocidad de desarrollo de China durante los últimos 40 años de reforma y apertura, China definitivamente se convertirá en uno de los principales centros de innovación de alta tecnología del mundo en otros 20 a 30 años, beneficiando a toda la humanidad.
Las CPU domésticas no se quedan atrás. Lo que queda rezagado es la ecología de la CPU bajo el sistema de propiedad intelectual nacional.
La brillantez de la supercomputación china, especialmente el sistema Tianhe, proviene de la computación heterogénea propuesta por primera vez por un equipo de diseñadores chinos en todo el mundo, en la que CPU y GPU trabajan juntas. Por supuesto, la serie Tianhe utilizaba principalmente chips Intel antes. Más tarde, después de que el Departamento de Comercio de Estados Unidos restringiera las exportaciones, el chip Sunway nacional encabezó la lista por primera vez y continuó manteniendo la posición de liderazgo de China en el mundo en la supercomputadora Sunway TaihuLight.
El atraso que todo el mundo ve ahora proviene de una mala experiencia de usuario. Esta diferencia no proviene de la fragmentación del hardware, sino del rodaje inmaduro de todo el sistema.
Por ejemplo, si tomamos el motor de Rolls-Royce, la forma aerodinámica de Lamborghini, la caja de cambios Blue Sky de Chuangchi y el chasis de Mercedes-Benz Big G para hacer un automóvil, este automóvil ¿Aplastar al mundo entero?
No. Porque estos sistemas son incompatibles. Es posible que todo el automóvil Chimera ni siquiera pueda escapar del nuevo Civic que clama en las calles.
Las CPU domésticas son inherentemente solitarias y saludables. Pero este corazón no puede colocarse en ningún cuerpo vivo. Si desea utilizarlo, sólo puede crear uno usted mismo.
No nos resulta difícil construir uno. Como resultado, el hombre no se levantó porque los músculos de sus piernas no respondieron y cayó con estrépito.
Todos decían: El corazón del país está podrido.
No importa. Sigue ajustándote. Sigue viniendo.
¡Después del ajuste, la persona se puso de pie! Todos estaban muy emocionados, pero luego de dar dos pasos, la estabilidad dinámica no era buena y volvió a caer.
Todos decían: El corazón del país está podrido.
Está bien. ¡Sigamos con ello!
¡Esta vez ha sido ajustado! ¡El hombrecito que hicimos puede caminar! ¡correr! ¡Qué emocionante! En ese momento, el anfitrión de la plataforma Intel que estaba entrenando para correr 100 metros pasó como el viento y miró a nuestro hombrecito como un tonto.
Todos decían: El corazón del país está podrido.
No importa... todavía podemos aguantar.
Después de completar todos los ajustes, nuestro hombrecito se paró en el sistema win de la plataforma Intel y el sistema OSX de la plataforma Apple. Deben ignorar la brecha de tiempo de crecimiento general y al menos brindar a los usuarios el mismo nivel de experiencia.
Aún no hemos logrado este paso.
Pero antes de eso, dedicamos más de 30 años de arduo trabajo y lo hemos completado.
Pregunta, las CPU domésticas no son basura. El tiempo lo dirá.
Las CPU domésticas no se quedan atrás. Hay muchos tipos de CPU. Por ejemplo, el Kirin 970 de los teléfonos móviles es la CPU de primer nivel del mundo. El principal problema son las CPU de escritorio de uso general, que están relacionadas principalmente con el mercado. Esto no significa que China no pueda desarrollar y producir dichas CPU. Para decirlo sin rodeos, a los recién llegados les resulta difícil vender CPU de escritorio que sean casi iguales.
Esta pregunta es como preguntarle a un chef, ¿por qué tu berenjena es tan deliciosa?
Los fabricantes de ordenadores no producen CPU, al igual que los chefs que sólo cocinan, sin importar cómo cultiven verduras.
Recuerdo que en una exposición de maquinaria de construcción, alguien de los medios le preguntó a un conocido fabricante de maquinaria de construcción, dado que su grúa es tan potente, ¿por qué utiliza bombas de émbolo importadas? ¿Por qué no conquistar este dispositivo relacionado? En ese momento, la respuesta del fabricante fue que fabricaríamos la máquina entera y no produciríamos todas las piezas nosotros mismos. Las bombas hidráulicas de ingeniería no deben ser desarrolladas por nuestras plantas de montaje, sino por fabricantes especializados en la producción de dispositivos hidráulicos.
Los superordenadores son máquinas mineras gigantes y su potencia informática se consigue principalmente mediante GPU. Tianhe-2 usa CPU Xeon y tarjeta N. Se dice que la CPU Sunway de desarrollo propio utilizada por Taihu tiene 260 núcleos.
Al observar los datos de Taihu, de hecho, la tecnología de CPU nacional no está tan atrasada. Pero las CPU de uso general están realmente en blanco, porque las CPU de uso general son básicamente arquitectura X86. Si desea desarrollarlo, debe pedirle a otra persona que compre una licencia. Todo el mundo sabe que el chip ARM Kirin desarrollado por Huawei compró las versiones públicas de otras personas y lo fabricó él mismo. Puedes hacerlo tú mismo sin comprar una licencia, sí, pero puedes crear un protocolo de comunicación y un conjunto de instrucciones, y otros tienen que hacerlo por ti. De lo contrario, la placa base no reconoce la memoria ni el disco duro, y seguirá vacío. Todos los accesorios ahora sólo reconocen X86. Si su U insiste en construir este edificio, debe mirar el rostro del imperialismo estadounidense.
Y todos tenemos que comprar versiones y patentes para mantener nuestra reputación. ¿Es una CPU doméstica auténtica?
La supercomputadora no es tan misteriosa como se imagina, es solo una herramienta informática. Alguien ingresa las condiciones de cálculo y la supercomputadora generará los resultados del cálculo. Es la misma calculadora que usas cuando haces la compra, solo que con diferentes proporciones.
Nuestras computadoras domésticas de uso común generalmente tienen una sola CPU, y cada CPU generalmente solo tiene de 2 a 8 núcleos físicos. Se puede usar para jugar, ver videos y navegar por Internet, porque solo estos programas. requieren una pequeña cantidad de procesamiento de punto flotante detrás de ellos. Si desea simular el flujo de aire cerca del avión y las fuerzas sobre el propio avión, necesita una supercomputadora con miles de CPU para completarlo. Necesitamos dividir el aire y el cuerpo en pedazos pequeños, calcular el movimiento y la fuerza de cada pedazo por separado y luego obtener de manera integral el movimiento y la fuerza generales. La supercomputación puede dividir una tarea grande en cálculos paralelos, lo que permite completar rápidamente tareas informáticas pesadas.
Si divides un cubo de 1 metro cúbico de un modelo de avión en cubos de 1 milímetro cúbico, obtendrás 100 millones de cubos. Una CPU doméstica normal necesita realizar 100 millones de operaciones de forma continua y el proceso completo puede tardar un día entero en calcularse. Pero si hay 10 CPU, entonces 100 millones de cuadrados pequeños se pueden dividir en 10 puntos. Cada CPU solo necesita calcular 100 millones de cuadrados y luego integrar los resultados de todos los cálculos de la CPU, y se puede calcular en dos horas.
Hoy en día, las supercomputadoras se han utilizado ampliamente en meteorología y clima, exploración petrolera, atmósfera y medio ambiente oceánico, aeroespacial, simulación espacial, investigación de criptografía, simulación de explosiones nucleares, desarrollo de armas, ciencia de materiales, diseño industrial y simulación de terremotos. , renderizado de animaciones, aprendizaje profundo, inteligencia artificial, biomedicina, ingeniería genética, minería de datos, control de procesos, análisis financiero, investigación de sistemas de tejidos humanos, servicios públicos y otros campos. Por tanto, las supercomputadoras se han convertido en un campo de batalla para los países poderosos. Se puede decir que en el futuro se necesitarán supercomputadoras para romper el llamado "bloqueo de protones" en las películas de ciencia ficción.
El término "supercomputadora" no tiene una definición clara, pero cambia con el desarrollo de la industria informática. Las primeras máquinas de Control Data podían ser hasta diez veces más rápidas que sus competidores, pero eran procesadores escalares primitivos. En la década de 1970, la mayoría de las supercomputadoras eran procesadores vectoriales. Desde 65438 hasta principios de la década de 1980, las supercomputadoras evolucionaron hacia sistemas informáticos paralelos a gran escala. En ese momento, las supercomputadoras estaban compuestas por miles de procesos ordinarios. A mediados de la década de 1980, la combinación de ocho a 16 procesadores vectoriales para computación paralela se convirtió en un enfoque común. Desde la década de 1990 hasta principios de la de 2000, las interconexiones de supercomputadoras se basaron principalmente en procesadores tensoriales con conjuntos de instrucciones reducidos, como PowerPC, PA-RISC o DEC Alpha para computación paralela.
La situación actual de las supercomputadoras de China. En la lista recientemente publicada de las 500 mejores supercomputadoras del mundo, China tiene un total de 214 supercomputadoras, ocupando el primer lugar en número, Sunway TaihuLight y Tianhe 2A, que encabezan la lista. muchas veces, ocupando el cuarto y sexto lugar respectivamente. Debido a su fracaso en alcanzar a Beijing, Japón lanzó el siguiente "Fuzuki" y volvió a alcanzar la cima después de 9 años, mientras que las supercomputadoras estadounidenses "Summit" y "Sierra" quedaron relegadas al segundo o tercer lugar.
Aunque hemos logrado grandes resultados, la CPU sigue siendo nuestro defecto. Por ejemplo, en el pasado, Tianhe-2 utilizó la CPU Intel Xeon Phi para aparecer en la lista de las 500 mejores supercomputadoras cuatro veces seguidas. Pero desde que Estados Unidos prohibió a Intel vender CPU Xeon Phi al Centro de Supercomputación de Guangzhou en 2065438+abril de 2005, obviamente se ha quedado atrás.
Aunque se puede sustituir por dos o tres chips domésticos de Shenwei, el problema sólo se puede solucionar con un Tesla V100, lo que sólo aumentará la complejidad. Cuantas más fichas haya, más difícil será la programación. Es como si un equipo de 5 personas fuera fácil de gestionar, pero la dificultad de gestionar un equipo de 500 personas aumenta exponencialmente.
Para resumir el viaje de la supercomputación de China, si queremos lograr grandes avances, aún debemos compensar las deficiencias de la cadena de la industria de semiconductores. Si la CPU de Sunway también puede utilizar el proceso de 7 nm, la memoria HBM2 no será necesariamente más corta que la del "Fuyue" japonés y se desconoce quién ganará. Pero lo que nos falta es precisamente esta premisa.
Estás hablando de CPU de escritorio. Lo que afecta a las CPU de escritorio es el ecosistema de software (básicamente el ecosistema del conjunto de instrucciones). Para dar un ejemplo sencillo, no importa lo potente que sea una CPU doméstica, si no puede ejecutar Windows, ¿la comprarías? La razón es tan simple como esta: la patente del conjunto de instrucciones para un buen ecosistema de software ha sido bloqueada por Estados Unidos. Si no hay otro mercado, naturalmente no se desarrollará.
Nuestras CPU ya son líderes a nivel mundial, como HiSilicon de Huawei. Pero los procesadores de uso general, como la CPU X86 comúnmente utilizada en las computadoras, no son algo que podamos hacer si queremos por razones de patentes. Así que fabricamos un procesador muy bueno que no se usa en la vida diaria, es decir, solo pueden acceder a él los teléfonos móviles Huawei y ni siquiera te das cuenta después de comprarlo.
En los últimos años, China lleva más de diez años desarrollándose. ¿Qué tecnología no se acumuló con grandes inversiones?
Tren de alta velocidad, grandes aviones, vuelos espaciales tripulados, portaaviones... Esto también se debe a nuestro sistema social superior, lo que significa gastar dinero para hacer grandes cosas. En Occidente, gastar mucho dinero es ganar el consentimiento de los estados y de los contribuyentes, lo cual es muy ineficiente.
Por ejemplo, cuando Estados Unidos construya un tren de alta velocidad, los contribuyentes se opondrán a ello si piensan que no habrá retornos de ganancias en un corto período de tiempo.
Entonces los superordenadores también están hechos de dinero. Mientras haya más dinero, es sólo cuestión de tiempo que salga. La clave es que esos países grandes no están dispuestos a gastar dinero, ¡lo que demuestra lo poderosas que son nuestras supercomputadoras!
La CPU pública no es simplemente una cuestión de acumular dinero. Cuesta mucho menos y los retornos son mucho mayores. Después de todo, es una producción en masa. También podemos construir CPU. El problema clave es que el costo de la tecnología existente es demasiado alto. Cuanto mayor sea el costo, mayor será el precio. Si el precio es alto, pocas personas lo comprarán y nadie formará un ecosistema. El llamado ecosistema permitirá a miles de desarrolladores de todo el mundo desarrollar esta CPU y promoverla juntos. Al igual que el sistema operativo móvil de Microsoft, la tecnología es muy buena, pero la ecología es pobre. Si no hay programadores que creen aplicaciones móviles en él, e incluso sin WeChat, pocas personas comprarán aplicaciones... Naturalmente, será un círculo vicioso y no crecerá.
Los laboratorios de supercomputadoras no dependen de los ecosistemas. De todos modos, juegan solos, sin importar el costo, y solo se dirigen a usuarios de alto nivel, sin considerar la experiencia del usuario. Incluso pueden utilizar políticas para estipular que algunas empresas e instituciones deben utilizarlo. Ésta es la mayor diferencia con las CPU civiles comunes.