欧盟斥巨资打造8大超算中心，本土芯片“Rhea”有望今年问世

导  读

由欧盟发起的致力于为欧洲超级计算机打造两款本土芯片的宏伟计划——欧洲处理器计划（EPI）目前进展顺利，已递交了架构设计并于近期推出了通用平台，第一代EPI芯片家族被命名为“Rhea”。“Rhea”预计在今年正式推出，以便及时地为欧盟将在2020-2021年间部署的E级先导系统提供支撑。同时，欧盟委员会在2019年年中已发布公报称，“欧洲高性能计算共同计划（EuroHPC）”已从欧盟成员国中选定8处地点建设“世界级”超级计算机中心，来自各方的项目总预算高达8.4亿欧元。

欧盟已选定8大超算中心建设城市，预算高达8.4亿欧元

“欧洲高性能计算共同计划（EuroHPC）”致力于联合欧盟各国建设世界级的超级计算基础设施，在超算系统及应用性能等方面打造具有高度竞争力和创新性的高性能计算生态环境。欧盟委员会在2019年年中发布公报称，该计划已从欧盟成员国中选定8处地点建设“世界级”超级计算机中心，来自多方的项目总预算高达8.4亿欧元（约64亿人民币）。公报显示，参与共同计划的28个欧盟国家中，有19个国家将联合运营这些超算中心。这一举措标志着欧洲朝着成为全球顶级超级计算区域迈出了重要的一步。

8大超算中心将分别设在保加利亚的索菲亚、捷克的俄斯特拉发、芬兰的卡亚尼、意大利的博洛尼亚、卢森堡的比森、葡萄牙的米尼奥、斯洛文尼亚的马里博尔和西班牙的巴塞罗那。8台超级计算机中的3台为E级超算的先导系统，将具备每秒15亿亿次浮点运算能力，另5台将具备每秒4000万亿次浮点运算能力。E级超算先导系统预计将提供比当前欧洲高级计算合作伙伴计划(PRACE)中最快的超级计算系统高4-5倍的计算能力。再加上P级系统，它们将使可用于欧洲范围的超级计算资源翻倍，这也意味着将有更多的用户能够使用超算资源，将覆盖个性化医疗、药物和材料设计、生物工程、天气预报及气候变化等领域。

负责欧盟单一数字市场建设的欧盟委员会副主席安德鲁斯·安西普说：“这是欧洲获得下一代计算能力的关键一步，将帮助我们在物联网、人工智能、机器人和数据分析等面向未来的技术上取得进步。”中欧数字协会主席路易吉·甘巴尔代拉则表示，在高性能计算领域激烈竞争的各成员国间达成合作协议，不是一件容易的事，欧盟的做法值得提倡，因为它避免了成员国的重复投资和重复建设。他认为，“如果超级计算中心只服务于本国产业，它所带来的经济效益是极其有限的。”

超算是自主创新关键，欧洲最新超级系统预计今年下半年投入使用

高性能计算能力对经济增长、科技发展至关重要，也是各领域自主创新的关键。经济、科技、国防和基础设施建设等很多领域都需要进行大量的复杂计算，而普通计算机无法在短时间内处理大量数据，这就需要超级计算机。它可以用于天气预报，预测风暴和洪水的规模和路径，从而使针对极端天气的早期预警系统成为可能；它可用于新药设计，还可以对大飞机和汽车组件及整机整车进行复杂的仿真测试。此外，超级计算机对于运行大规模仿真和数据分析至关重要，是人工智能发展中极为重要的组成部分，对于增强欧洲在网络安全和区块链方面的实力至关重要。

此前，苦于自身计算机资源的落后和陈旧，欧洲科学家只能使用其他国家的超级计算机来处理数据、开展研究，欧盟委员会将之视为对隐私、数据保护和商业贸易机密的威胁。这迫使欧盟下决心集全欧洲之力大举研发，而更重要的驱动力在于超级计算机对国家和区域发展的重大意义。未来几个月内，“欧洲高性能计算共同计划”将与有关国家及承建机构等方面签署协议，以确保资金到位，预计在今年下半年欧洲学术界、工业界和公共部门用户可以开始使用这些超级计算机。

欧洲自研处理器计划（EPI）进展顺利，已向欧盟委员会递交架构设计

欧洲处理器计划（European Processor Initiative，简称EPI），扮演欧洲E级计算发展计划中的重要角色，自2018年12月计划开跑以来，已于2019年年中向欧盟委员会提交了架构设计，完成了该计划初步执行历程中的一个里程碑。EPI计划将成为欧洲在高效能运算计划中的基石，原先集结来自10个欧洲国家的23家研发伙伴，新近又迎接了三家有力的新伙伴。

EPI路线图

EPI联盟旨在开发低功耗微处理器，并销售至市场，确保高阶芯片设计的核心能力留在欧洲。欧盟的展望2020计划(Horizon 2020)，以特殊的框架伙伴协定提供该计划研发资金。合作第一阶段签订三年的专项拨款协议（Specific Grant Agreement），将在2021年11月到期。

欧洲处理器计划注定会对欧洲的高性能计算产生深远影响。尽管这项工作仍处于早期阶段，但两款处理器的体系结构已经选定，分别为Arm和RISC-V。该项工作将为研制欧洲全自主的E级超级计算机奠定重要基础。

欧洲自研处理器计划（EPI）完成第一阶段，推出EPI通用平台

2019年年底，欧洲处理器计划（EPI）成功实施一周年，近期发布了最新进展。第一代EPI芯片家族命名为“Rhea”，将包括Arm ZEUS架构通用内核和若干高能效加速器的原型：如基于RISC-V的EPAC，多功能处理阵列（MPPA），嵌入式FPGA（eFPGA）和加密硬件引擎。第一代 Rhea芯片将采用6纳米工艺技术制造，旨在实现最高的处理能力和能源效率。

Rhea芯片将被集成到工作站和超级计算机的测试平台中，以验证硬件单元性能，并开发必要的软件接口来运行应用程序。Rhea的开发目标是成为用于E级超算系统和未来汽车设计的多个实验平台的欧洲处理器。

EPI最近也宣布推出EPI通用平台来统一异构计算环境。目前，EPI通用平台尚处于早期开发阶段，但将来将包括硬件和软件的全局体系结构规范，通用设计方法以及用于能耗管理和保障安全性的全局方法等。Rhea系列处理器中的通用平台将围绕2D网格片上网络（NoC）进行组织，该网络将基于通用Arm内核的计算单元与前面提到的加速器单元连接起来。

EPI通用平台 

异构计算单元之间的通用软件环境将协调整个系统，充当与外部环境（如内存、互连或松耦合的加速器等）进行IO连接的IP组件的通用主干。通过这种通用平台方法，EPI将提供可无缝集成任何计算单元的环境。通过精心设计加速器和通用计算单元的比例，可实现最小的计算资源来满足相应的应用需求。

这些处理器的第一代芯片“Rhea”预计在今年正式推出，以便及时地为欧盟将在2020-2021年间部署的E级先导系统提供支撑，而第二代芯片将于2023-2024年助力欧盟的第一套E级系统。这项系统工程由EuroHPC主导，该组织成立的使命之一就是使欧洲在高性能计算技术方面与美国、中国和日本并驾齐驱。

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