本周早些时候，《全球超算500强》正式公布了2016年上半年排行名单。原本以为会获得“7连冠”的天河2号，竟意外被赶超，且还是被另一国产超算给击败……如此的意料之外顿时让中外媒体和小编们又一次沸腾。

实际上，笔者大概在去年的这个时候也写过一篇有关国产超算的文章，不过内容主要是质疑“天河2”连续五次蝉联《全球超算500强》之意义所在。

当时的观点并非是认为“天河系列”已没有所谓的技术价值，而是想强调：当“天河1”于2010年10月首次击败美国橡树岭国家实验室的“美洲虎”超级计算机后，成功帮助国人在历史上首夺“最快超算”之头衔时，“天河系列”的伟大使命实际上就已经基本完成。

再之后的“天河2”连续蝉联，即使媒体用再多的篇幅去报道和渲染，也只能是徒增一些虚无飘渺的“自豪感”，而不能改变国产超算实际面临的两项残酷事 实：

1. 最核心的技术仍依赖于美国——所以后来有了美国单方面宣布禁止向中国科研机构出口Xeon CPU和Tesla GPU的新规；

2. 美国已经在研究下一代“百亿亿次级”（exascale）超算，能效标准远超当前水平——所以我们眼下的领先，真的不能代表什么。

因此，基于我们一时半会儿在自主核心硬件上难以赶超美国的事实，小编提出——将超算小型化、节能化和普及化会是一套更符合实际意义的做法，因为这能让我们制造出更多可以荣登《绿色超算500强》榜单的中小型超算系统，能让更多的学校和科研机构随时随意地用上属于自己的超级计算机。实际上，这也是大国发展、科技兴国的重要指标之一。

然而万万没有想到，时间仅过了一年，“神威太湖之光”的出现不仅确保了今年《绿色超算500强》前三甲的一个席位（过去中国大陆产超算从未登榜前十），更还一举同时夺得了《全球超算500强》的冠军头衔，且完完全全用的是国产自主设计处理器（小编这里不用CPU一词，是因为从架构看已经脱离了传统CPU的概念，有点英特尔Xeon Phi加速协处理器的意思，后者也是美国禁售名单产品之一）。

这样的成绩，在美国刚刚宣布对华禁售高性能处理器的大环境下，在苦苦挣扎也不愿配合大陆共同研发的台湾半导体面前，简直等同于一次核爆，其意义远非“天河系列”继续蝉联“全球最强”所能比拟——当然这里还是要再次澄清，小编没有无视“天河”的价值，但用一套已掌握的技术标准来连续赢得竞争对手现阶段 已不参与的角逐，真的已不再具备任何值得大篇幅渲染的意义。

不要将所有的“国产芯”都一视同仁

每每提到“国产芯”，总会有那么一群“不明真相”的网友要调侃、要嘲笑。不能怪他们，毕竟有过上海交大“汉芯事件”这样的黑历史，也有着“龙芯”过分高调而不讨喜的事实。“少说多做”一直是小编在评价“龙芯”时的观点，而“神威太湖之光”背后的“申威系列”处理器，就实实在在做到了这点，所以今天他们成功了，并且一鸣惊人。

当然，这里要插个画外音，要为“龙芯”做一点解释：出于某些原因，“龙芯”虽然受到国家重视，但却是“自负盈亏”的放养模式。相比也是国家重点项目的“申威”，后者则得到了军方的完全支持，因而无需担忧能否持续发展的问题。所以从这个角度理解，我们不能怪“龙芯”的完全商业化，但是——少接受采访、少吹嘘性能、低调做产品就行了，夸大产品在特定测试环境下性能赶超欧美是没有意义的，因为“龙芯”定位的是通用计算市场，不是在指定领域下玩跑分。

“申威”显然在获得军方支持后，走的并不是“通用”路线——能否支持普通人能理解的Windows、UNIX或者Linux发行版并不重要，“申威”作为国家安全战略用芯片自然会有特殊定制版系统与之配合；性能或许也非最重要指标，能掌握核心技术并用于关键领域才是最具意义的事情——所以，“申威”一直特别低调，鲜有报道（比较大篇幅的报道始于2015年）。直到今天勇夺世界第一，才让美国顿时懵逼了，让主流媒体突然沸腾了。

能被用于超算领域的“国产芯”大概也只有“申威”和“龙芯”两个选择，其它的基于ARM架构的芯片，则主要面向移动和通用市场，因此要一视同仁地进行比较并不具备价值。未来还有可能出现的能挑战“申威”的国产芯片，恐怕就只有等与AMD合作的那款SoC了——当然小编对此是极度怀疑中。

“神威太湖之光”的厉害和不同

​“神威太湖之光”采用的是申威26010处理芯片，共40960个计算节点，每个节点由256个计算内核 4个管理内核（据说也带计算功能）组成，所以整套系统共1060万个CPU计算核——这个数字为排名第二的“天河2”的三倍，后者约为312万个计算内核，因而在浮点计算性能上也大约是“天河2”的三倍：93.01 petaflop/s比33.86 petaflop/s。

然而，“神威太湖之光”的整机功耗只有15.37 MW，而“天河2”则为17.81 MW。也就是说，“神威”是实现了性能倍增的前提下，功耗反而大幅降低了。这才是一次真正意义的技术突破——当然，这与美国提出的50 gigaflops/watt的exascale次世代超算还是有很大差距（“神威”换算过来的每瓦性能约为6 gigaflops/watt）。

申威26010之所以能有如此强大的浮点计算性能是得益于Alpha处理器架构。Alpha是不同于今天市场主流的X86、ARM、MIPS、Power和Sparc的又一处理器微架构，属于RISC（精简指令集）家族，曾在上世纪90年因大胆前卫的乱序并行设计而风靡。虽说Alpha也不是申威的自主专利技术（原持有公司为DEC，后辗转卖给了惠普，于2004年停止研发），但与龙芯使用MIPS一样，在经过那么多年的沉沦，把已经“过气”的旧指令集和架构重新发扬光大，并加入新的构思（异构架构设计），也能算是一种创新，因此申威26010在“自主原创性”方面并不存疑。

申威26010的挑战

不过，也正因为申威26010是基于DEC Alpha 21264这个专利已过保护期的技术所发展出的产品，且采用了类似英特尔Phi加速处理器的架构设计，“神威太湖之光”勇夺世界第一的背后，恐怕要面临编程难、使用难、兼容性难等诸多挑战。

譬如，Alpha早在2004年就停止后续开发了，因此很显然它不会有开源社区的支持。因此申威及其使用者就不得不自主维护一套系统和应用生态，而早期有能力参与其中开发的人员相信是十分有限。此外，申威26010的架构既不像GPU，又不完全是基于CPU，想要合理调用计算加速，在编程上也需要额外学习成本，今天大量懂得OpenCL或CUDA编程的软件工程师们恐怕也无法顺利平移到“神威太湖之光”。

当然，申威还是主要以突破美国封锁、掌握芯片核心技术为目的的项目，没有那么高的通用性或许并不是迫在眉睫的问题。