神威太湖之光只能靠跑分“作秀”？其实有大作用

构的超算在运算中既使用处理器，又使用GPU或众核芯片等加速器。以中国天河2号和神威太湖之光为例，天河2号有16000个计算节点，每个节点由2片Intel-E5-2692和3片Xeon-Phi组成，共使用了32000片Intel-E5-2692和48000片Xeon-Phi。神威太湖之光虽然只采用了申威26010众核处理器，看起来像同构超算，但由于申威26010集成了4个管理核心和256个运算核心，一片申威26010就是一个计算节点，管理核心执行类似于天河计算节点中E5的功能，而256个运算核心则发挥了类似于Xeon-Phi的加速作用，因此也属于异构超算。

由于异构编程需要提前预知模型并做特殊优化，而且很多应用未必适合异构模型，使得采用异构计算的超算对于编程和优化的要求更高--一位业内人士就评价，"异构编程太劳心劳力了，高端人才的精力应该用在关注自己的专业上来，而不是当代码狗......年纪大一点的科研人员就不愿自己编代码了，一些年青但不愿劳思费神的科研人员也不愿意编写异构代码......"。因此，采用异构计算的超算在Linpack效率上天然低于采用同构计算的超算。

那么既然同构超算在编程方便和效率上具有优势，为何全球超算都转向异构计算呢？原因就在于，这样超算可以获得更高的性能，之前抱怨异构编程太劳心劳力的业内朋友就表示，"超算方面众核是近些年的趋势，虽然编程劳心费力，但是在性能面前我们还是得忍，相同成本谁不想性能更好，科研对性能的需求可以用饥渴来形容"。

唠唠叨叨说这么多，主要是为了打一个补丁，防止别有用心之徒用美国同构超算和中国异构超算比Linpack效率，进而抹黑中国超算Linpack效率低下,何况前者的规模远远小于后者。

什么是HPCG

目前，评价超算的指标有不少，除了测试Linpack的TOP500,还有强调的是内存带宽和延迟的Graph500，Graph500对全系统的内存带宽和内存延迟有很高的要求，而计算能力本身已经不影响测试结果了，这种测试偏向于访存密集型运算，在大数据分析等场景下比较有意义。

除Graph500之外，还有强调节能环保的Green500。那么，在Graph500和Green500排行榜上，神威太湖之光的表现如何呢？Graph500名列第二，Green500名列第三。

不过，也有工程师认为无论是TOP500，还是Graph500都过于极端--TOP500过于强调计算性能，Graph500过于强调带宽和延迟等因素，因此采用了新的标准HPCG。

HPCG是美国正在推的一个新测试标准，目前还没有被业界广泛接受，HPCG代表了共轭梯度迭代法的一类应用的计算和通信特征，仅仅代表了某一个方面的特征，并不能涵盖超算的所以特征。HPCG比较重视计算性能和通信的平衡，如果计算性能和通信不是一个量级的，即便两项指标分开看都很强，但也会导致HPCG偏低的结果。

另外，HPCG也存在一些缺陷，据业内人士介绍，"由于针对具体硬件结构修改共轭梯度算法很容易得到高得多的成绩，为了避免这一点，HPCG代码目前还在锁定状态，不准修改算法本身。但在使用中，用户是会修改算法的，这使得这一测试会脱离实际"。

在某媒体的报道中，"但在更具实战意义的HPCG性能（高性能共轭梯度基准测试）中，太湖之光只有0.371PFLOPS，效率则只有0.3%，这比天河2号的1.1%还要低"，0.3%和1.1%的数据和该媒体的这种表述很容易让人误认为，天河2号和神威太湖之光的HPCG测试结果非常差，但实际上，在HPCG测试排行榜中，天河2号位列第一，而神威太湖之光为列第三，这其实是很不错的成绩。而且一位业内人士猜测，"也许神威还没有好好进行优化"。

必须指出的是，神威太湖之光的HPCG低于天河2号，并非是因为计算性能或在通信上不如天河2号，恰恰相反，在计算性能上神威太湖之光大幅领先于天河2号，而在互联网络方面，神威太湖之光也不逊色于天河2号--虽然在带宽上有差距，但在实际应用中，带宽指标比较延迟等指标而言并不太重要（延时指的是1个CPU把自己的计算结果交给其他CPU，如及时送到，其他CPU就能继续计算，否则就要等待了，芯片、链路、协议等都会影响延时）。因此，神威太湖之光在HPCG上逊色于天河2号，原因就在于计算性能实在是过于强悍，以至于产生了计算和通信上的不平衡，并最终导致自HPCG上逊色于天河2号。

神威太湖之光能否用得起来？

对于神威太湖之光根本用不起来的说法，其实只要关注新闻，就能明白这是彻头彻尾的谎言。凭借"神威?太湖之光"强悍的计算性能，国内科研单位在天气气候、航空航天、海洋科学、新药创制、先进制造、新材料等重1要领域取得了一批应用成果--由中科院软件所、清华大学和北京师范大学申报的"全球大气非