李国杰:我国应重点发展什么类型的高性能计算机

发展高性能计算要强调应用牵引还是技术驱动？

人们常说，发展科技既要需求牵引，又要技术驱动。但在实际过程中，往往有所偏重。比较而言，美国发展超级计算机主要是应用牵引，而我国侧重于技术驱动。从一个例子可以看出美国应用牵引的倾向。美国最近开展的 ECP 计划的负责人 Paul Messina 是美国阿贡实验室的计算机应用科学家，ECP 计划则是由阿贡实验室（超级计算机的应用方）主导的科研项目。在 Summit 计算机交付之前，美国能源部已经成立了 25 个应用软件研发小组，设计能够利用E级计算机的软件。ECT 计划是否成功的指标不是 Linpack 性能，而是这 25 个应用性能的“几何平均值”，这意味着其中任何一个应用的性能都不能很差。美国是先有挑战性应用问题，为解决应用问题造新的计算机；我国的做法则是先造出世界领先的机器，再来找应用。发展超级计算机一定要国家战略导向，以及战略中的挑战问题导向。在研制新的超级计算机之前，应用部门一定要先把急需解决的挑战问题明明白白提出来，用可考核的应用性能指标来评价正在研制的计算机。在应用牵引上我们应虚心地向美国同行学习。

强调应用牵引不是说技术驱动不重要。由于摩尔定律临近极限，学术界普遍认为现在是系统结构研究的黄金时代，但系统结构研究的困难超出人们的预期。

在 ECP 计划刚启动时，Paul Messina 强调 E 级计算机研制要走所谓高架轨道（Higher Trajectory），两年以后描述 E 级计算的用语已经从“新型（novel）”转向比较乏味的“先进（advanced）”，Summit 计算机的重大技术突破也不多。对于 E 级计算机和以后更高性能的超级计算机研制者，能耗、访存、通信、可靠性、应用性能这几道“高墙”必须越过。没有关键技术的重大突破，超级计算机不可能再上一个大台阶。中国计算机学者应当在这一征程中作出载入史册的贡献。国家在安排高性能计算重大科研任务时，不能只盯住工程任务，应更加重视颠覆性器件（如新型存储器件、超导、量子、光子器件等，以及几种器件的跨界协同设计）和变革性系统结构的基础研究。降低功耗的技术突破要摆在最优先的位置。