Čína chce do roku 2020 postavit exaflopsový superpočítač s vlastními čipy

  • Další superpočítačová válka mezi USA a Čínou se začíná přiostřovat
  • Čína si dala plán vyrobit superpočítač s výkonem EXAFLOPS do roku 2020
  • Kvůli omezení ze strany USA je nucená se soustředit na výrobu vlastních pokročilých čipů i softwaru

Pokud jde o souboj mocností, jedním z těch technologických je výkon superpočítačů, které mají jednotlivé země k dispozici. V tomto směru se Číně daří držet pozici vlastníka nejvýkonnějšího superpočítače na světě (Tianhe-2), který se chlubí výkonem 33,86 PFLOPS. Na druhém místě je pak superpočítač USA s označením Titan, který má přibližně poloviční výkon kolem 17,6 PFLOPS.



Nutno ale podotknout, že USA má na třetí pozici další superpočítač Sequoia, který má takřka stejný výkon (17,1 PFLOPS), takže ve výsledku v rámci celkového výkonu prvních tří pozic jsou na tom obě mocnosti vlastně stejně, akorát USA má výkon rozdělený ve dvou superpočítačích.

2 × 100 PFLOPS v Číně do konce roku

Čína už v minulosti oznámila, že hodlá rozšířit stávající superpočítače na hranici přes 100 PFLOPS, což měly zajistit hlavně další výpočetní karty Xeon Phi od Intelu. USA ale minulý rok vydalo přísné embargo, která zakazuje, respektive limituje dodávku těchto čipů a technologií do Číny.

Klepněte pro větší obrázek
Xeon Phi od Intelu v nejnovější generaci měl pomoci Tianhe-2 dosáhnout na 100 PFLOPS

Vzhledem k plánům je to pochopitelně velký problém, protože tyto technologie patří mezi nejpokročilejší na světě a nelze je jednoduše a hned získat od jiného dodavatele. Důvodem zákazu má být dle neověřených informací to, že Čína používá tyto superpočítače k vojenským účelům. Je ale poměrně jasné, že si chce USA v tomto směru udržet nějaký náskok, protože díky Intelu plánuje stavbu superpočítače Aurora s výkonem přes 180 PFLOPS. Tento superpočítač má být hotový do roku 2018.

Klepněte pro větší obrázek
Americký superpočítač plánovaný na rok 2018 bude mít výpočetní výkon 180 až 450 PFLOPS

I přes zákazy ale Čína pokračovala ve vylepšování současných systémů a ještě tento rok by měla představit dva superpočítače, které budou mít ve špičce výpočetní výkon na hranici 100 PFLOPS (RMAX pravděpodobně kolem 50-60 PFLOPS). Jedním z nich bude zmíněný Tianhe-2 a druhým bude nový systém Sunway v Šanghaji. Podrobnější informace by měly být představené v létě.

Zrychlení vývoje čínských procesorů

Zákaz USA o exportu technologií a softwaru znamenal nutnost větší priority a zrychlení vývoje technologií, které jsou přímo čínského původu. Hlavní částí jsou pochopitelně výpočetní čipy.

Pro upgrade Tianhe-2 se tak bude používat procesor FeiTeng, který si už prošel několika generacemi na bázi architektury OpenSPARC i ARMv8. Druhý superpočítač s výkonem 100 PFLOPS bude postaven na procesorech ShenWei, které za sebou mají více než desetiletou historii. Jednotlivé clustery postavené na těchto čipech budou mít výkon kolem 1 PFLOPS.

Klepněte pro větší obrázek
Evoluce superpočítače Tianhe, na Intel Xeon Phi už se kvůli zákazu nelze spolehnout, tak si Čína musela vyvinout vlastní akcelerátor (Zdroj: HPCL)

Je otázkou, jak efektivní tyto superpočítače budou z pohledu výkonu a spotřeby, protože kromě architektury čipů je důležitou částí i výrobní technologie. I když se nejpokročilejší výrobní technologií chlubí hlavně Intel, najdou se i další výrobci mimo USA, kteří mu šlapou na paty - například Samsung nebo TSMC.

Problémem je spotřeba, software i mozky

Podle informací univerzitního profesora Depei Qiana si Čína dala další „pětiletku“ neboli plán na období 2016 až 2020 s cílem postavit superpočítač, který ve špičce dosáhne výkonu jednoho EXAFLOPS, což bude takový milník naší civilizace.

Velkých výzev pro Čínu je ale mnoho – jak z pohledu hardwaru, tak i softwaru. Exaflopsový superpočítač je potřeba postavit s maximální spotřebou 35 MW ve špičce, což znamená vyvinout a vyrábět čipy s efektivitou nad 20 či 30 GFLOPS/W. Čína už tak zkoumá různé různé architektury 3D čipů, silicon photonics a další moderní směry čipů, se kterými se do budoucna počítá. Výkonné akcelerační čipy pro paralelní zpracování by měly dosáhnout na 20 TFLOPS s efektivitou 40 GFLOPS/W.

Další částí je samotné propojení jednotlivých serverů a clusterů, které musí být rychlé, efektivní a škálovatelné. Architektura by měla zvládnout i deset tisíc uzlů (výkon 50 až 100 TFLOPS/Node). V rámci vývoje se počítá s rychlostí propojení nad úrovní 500 Gb/s. Kapacita operační paměť by u plánovaného exaflopsového superpočítače měla být kolem 10 PB a rychlé úložiště pak v oblast exabajtů.

To vše je nutné efektivně spravovat a také využívat pomocí softwaru a aplikací, které musejí být připravené pro takto komplexní systémy. Čína má ale problém s kvalitním softwarem, který musí draze kupovat ze zahraničí a být tak závislá na další úrovni. Navíc se nedostává dostatečně talentovaných inženýrů, což platí jak z hardwarové, tak i softwarové strany.

Klepněte pro větší obrázek
Pro vývoj a tvorbu pokročilých čipů a softwaru už nestačí levná jednoduchá lidská síla. Větší počet chytrých mozků zajistí jen kvalitní a dostupné vzdělávání (Zdroj: Wikipedia)

V tom má USA poměrně velký náskok a bude zajímavé sledovat, jak se s tím Čína vyrovná. Čínští výrobci totiž byli v minulosti už mnohokrát obviněni z nelegálního kopírování technologií z oblasti hardwaru i softwaru. Čína by ale mohla menší počet kvalitních inženýrů postupně vyrovnat větším tlakem na kvalitnější školství, což ale znamená dlouholetý rozvoj vzdělávání. Čína v posledních letech postupuje v mnoha těchto směrech velmi rychle, takže uvidíme, jak se situace změní.

Témata článku: Hardware, Technologie, Byznys, Čipy, Čína, Superpočítače, Čip, ExaFLOPS, Mocnost, Zajímavý milník, Aurora, China, Embargo, Komplexní systém, Poloviční výkon, Paralelní zpracování, Kvalitní čip, Akcelerační čip, Šanghaj, Vojenský účel, VLA, Stejný výkon

Určitě si přečtěte

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

Velká podzimní aktualizace Windows 10 je tady: Co přináší Fall Creators Update

** Po půl roce je tu další aktualizace Windows ** A opět přináší hlavně hromadu drobných kosmetických vylepšení ** Podívali jsme se na ty nejzajímavější

17.  10.  2017 | Jakub Čížek | 186

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

16.  10.  2017 | Stanislav Janů | 155

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

19.  10.  2017 | David Polesný | 19

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

Nejlepší optické iluze: Z toho vám půjde hlava kolem

** Mozek se nechá snadno ošálit, a to mnoha způsoby ** Podívejte se na několik nejlepších optických iluzí ** Iluze dokazují, že vnímání reality může být značně zkreslené

16.  10.  2017 | Vojtěch Malý


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji