欢迎访问小城生活网,我们专注于分享生活日常的小常识.
首页 > 数码百科 > 内容

为什么有人说中国有最顶级的超级计算机,却没有一个能用的消费级CPU?

发布时间:2021-06-15 06:53 来源:知乎 编辑:声境界 阅读次数:
字号:
网友提问:

为什么有人说中国有最顶级的超级计算机,却没有一个能用的消费级CPU?

优质回答:

我国的超级计算机也被美日两国的给比下去了,2020年最新超算排名为“富岳,顶点,山脊,神威太湖之光,天河2A”,以前是中美两国在争夺超算的第一名,现在又加入了日本。另外,国内也有民用消费级CPU的,如“鲲鹏,麒麟,龙芯,兆芯,申威,海光,飞腾,”,只不过,在桌面级CPU上,国产的性能上与因特尔和AMD相差较远,所以市场基本上被因特尔和AMD瓜分了。

另外,全部国产化的第一台计算机“天玥”已经被制造出来了。随着国家对半导体技术的重视,性能更加强悍的国产CPU,内存条,储存器都会出现的。

国产超级计算机

目前计算能力最强的也就是排名第四的神威太湖之光了,其计算速度为9.3亿亿次。神威太湖之光采用了40960个申威20610型处理器。要知道超级计算机的浮点运算能力并不是单独依赖单个CPU的性能,而是靠全部CPU共同的协作能力。那就得将40960个申威处理器的性能全部发挥出来,这就要用到极为厉害的并行度设计了。只有用越多的CPU和越强的并行度,制造出来的超级计算机的运算速度才最快。

从神威太湖之光超级计算机的研发过程中可以看到,国内在专用CPU,超算并行度设计上已经达到了国际先进水平。而至于消费级别的CPU,这玩意你除了要有市场之外,还要有领先同行的性能。可以这样说,我国在专用CPU技术的发展上并不落后国际先进水平,但是在民用消费级CPU上,压根就没有可以与因特尔和AMD相抗衡的芯片存在。

消费级CPU需要的制造能力

总而言之,制造现在的CPU就离不开先进的光刻机和领先的制程工艺。目前来看因特尔最先进的制程工艺节点为10纳米,同样采用X86架构的国产兆芯处理器的制程工艺节点为16纳米,这是在2019年6月推出的。而完全是国内自研的CPU如“龙芯,申威”等等其最低工艺制程节点为28纳米。毕竟在缺乏EUV光刻机的前提下,想要将芯片制程推向16纳米,10纳米,7纳米是极为困难的。目前来说,全球也只有台积电可以用DUV光刻机制造出制程工艺节点为7纳米的芯片了。所以说,国产消费级CPU落后米国的原因之一就是制造工艺的限制。

消费级CPU的生态

要知道现在消费级电脑的操作系统就是Windows系列的,想要打进这个市场,国产CPU就必须支持Windows系统,否则就没有生态环境。没有人们所需要的软件,游戏等,那么这样的CPU又有谁会去买呢?没有市场,就没有资金去研发下一代CPU和先进的制程技术。这也是国产消费级操作系统和CPU始终无法打入消费市场的原因之一。

综合来看,国产专用CPU技术与国际的差距,是没有民用的大的。

其他网友观点

到了超算级别,核心技术已经不是单CPU计算,而是如何让数万甚至数十万、数百万CPU充分发挥计算能力的问题。看似乎简单,联起来不就完了吗?还真不是这样。2000年之前的作法是把多个CPU放在一个主板上,用总线高速连结,大家共享内存,这种大型计算机效率非常高,用UNIX操作系统,价格很贵,只用在少数领域:石油勘探、天气预报、核模拟等。后来网络技术发达了,发现把多个台式个人机用交换机联上网,让他们协同工作也能达到相同的算力,又非常廉价,取名叫:PC集群,这一方式快速发展很快,当时最大的IBM的巨型机竞争不过,也转向了PC集群。用这种集群计算,首先要解决数据分发问题,大量的数据输入(I/O)如何分发到各CPU?同步计算,就像一个小区里,大家上网平时挺快,但要是同时下载同一个电影,or打同一个游戏会不会卡。第二,是一个复杂计算如何分解给大家算?就象一个师三万士兵抢滩登陆战,是一排一排登陆or并排行进,不论哪种协调不好都会出乱子。第三个难题是,内存的共享。PC单机内存都不大,而上“超算机”的计算内存需求都很大,要用的算法数据进不了内存还怎么算?。第四是硬件层面,解决各节点负载不平衡情况下,供电、散热、网络的运行问题。上面这四个问题看单CPU已经不是超算的核心问题。有些科学计算利GPU效率更高。

目前制约我国超算的主要是软件应用问题。以PC集群架构的超算,使用linux操作系统,大型服务器几乎都用这个。但要上超算的超级应用有很多类,例如,核模拟是以大型计算为主,要求巨大内存和多节点同步计算;石油勘探,是大数据流量加大型计算为主;银行和微信服务器是以多事件触发式计算,这些不同种类的应用要充分在超算上发挥,需要软件并行算法的优化和配置优化。因此国家定制的银河、太湖之光等超算很难跑上面说的应用。

其他网友观点

一句话所用技术难度不一样,超级计算机里面一些配件是买来的,不是自己造的。而造CPU涉及东西就多了,并且其他国家受美国约束,有些制造设备都不卖给中国,如最尖端的光刻机,荷兰的ASML,再加上工艺,材料,技术,人才等等方面的不足导致国产CPU与国外代差大,低端CPU中国是可以生产,制造的。

去年和今年受美国在关键技术领域的封禁,现在国家已经认识到关键技术领域的问题,全面开始想办法解决,我想不远的将来,这些问题都会一一攻克。

×
织梦二维码生成器