美国红杉超算退役，继任者E级超算El Capitan加速核武研究！
导 读
在近8年的卓越服务并取得突出成就后，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的红杉（Sequoia）超级计算机于1月31日正式停用，机器将在近期完成拆除。主要支持美国国家核安全应用研究的红杉自2012年研制成功就夺得全球TOP500榜单上的冠军，在服务结束时仍在榜单排名第12位。红杉的退役为正在研制的E级超算系统“El Capitan”系统腾出空间，El Capitan的峰值运算能力将超过2 exaflops，成为继Aurora和Frontier之后，美国部署的第三台E级超算系统，预计在2022年底交付，并于2023年全面投入运行，研发总经费达6亿美元。与此同时，美国在适用于E级超算系统上的应用程序和软件技术研究也在紧锣密鼓地进行中。
支持国家核安全
红杉超算系统服务8年后光荣退役
超算领域的竞争从未停止，中国、美国、日本三国保持着你追我赶交替领先的态势。红杉超级计算机是国际超算竞争中的的亲历者和见证者。红杉在2012年6月全面部署后就一举从日本“京”超级计算机手中夺回TOP500榜单的冠军宝座；但它在风起云涌的冠军宝座上并没有机会过多停留，同年11月就被美国另一台系统“泰坦”超越；次年，TOP500榜单上的明星超算系统——中国的“天河二号”诞生，超越美国成为新的冠军系统，“天河二号”稳坐冠军宝座连续6次，打破并至今仍保持着超算领域的世界纪录。
红杉在退役前也一直是TOP500榜单上的明星系统，除了夺得过冠军外，直到2018年，它仍在TOP500榜单前10名，退役时它还排在第12位。同时，自2012年11月以来，红杉在另一超算权威榜单Graph500排行榜上一直位居前列，至今仍在最新榜单中位列亚军，这表明它是世界上处理极其庞大的PB级以上数据密集应用的最高效系统之一。
Sequoia
红杉系统是IBM BlueGene/Q系列，其强大的计算能力为美国国家安全，特别是在核武器安全方面发挥了重要作用。红杉主要进行“量化核武器性能数值模拟中的不确定性”、“执行先进武器科学计算，以开发基于物理的精准武器模型”这两项主要的国家核安全局任务。
尽管红杉的主要任务是围绕核武器性能和通用武器科学进行数值模拟，但其在处理各种大型数据集的模拟上也展现了特殊优势。在运行的近八年时间里，红杉模拟了星系、热核聚变、超音速喷气发动机等行为，它还实现了大规模计算流体动力学仿真，在该领域的应用曾获得了超算应用领域的最高奖项——戈登·贝尔奖。
红杉上的“气泡破裂模拟”应用获戈登·贝尔奖
“时光飞逝，红杉超级计算机已为国家安全相关工作提供了近8年的预测模拟服务，”劳伦斯利弗莫尔国家实验室在推特上写道，“虽然很不舍，但是我们需要为下一代系统El Capitan挪出空间。”
El Capitan
美国部署的第三台E级超算系统
美国能源部(DOE)、国家核安全局(NNSA)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)近期宣布与Cray公司签署6亿美金合同，建造美国国家核安全局的首台E级超算系统“El Capitan”。El Capitan的峰值运算速度将超过2 exaflops，预计在2022年底交付，并于2023年全面投入运行。继阿贡国家实验室的“Aurora”和橡树岭国家实验室的“Frontier”系统之后，El Capitan成为美国部署的第三台E级超算系统。
El Capitan
系统和适配软件并举
着力提升能源和国家安全方面的竞争优势
“能源部是超级计算机领域的全球领导者，而El Capitan是我们新一代超算系统的重要补充。”美国能源部部长Rick Perry说道，“El Capitan在建模、仿真和人工智能应用方面的先进能力，将有助于提高美国在能源和国家安全方面的竞争优势，使我们能够解决更棘手的问题，迎接更大的挑战并在未来提供更好的解决方案。”
El Capitan将为从事核武器延寿计划（LEP）的科学家和核武器设计者提供强大的计算支撑，以探索使用新材料和新组件，提高鲁棒性和安全性，并降低生产、制造及维护的成本。E级超算也将支持更快、更高精度的三维建模和仿真。同时，这些功能还将使核安全以外需要高分辨率的多物理场模拟的基础科学领域受益，例如癌症研究、增材制造设计与优化、气候、地震和天体物理的模拟与研究等。
作为美国E级计算行动计划（ECI）的一部分，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家和主要研究人员已经开始致力于开发适用在E级超级计算机上的应用程序和软件技术，这将确保El Capitan研制成功之后，便可拥有必要的组件以支持其形成一个功能齐全的E级超算生态系统。未来，劳伦斯利弗莫尔国家实验室还将与Cray公司合作建立一个“卓越中心”，以移植和优化现有代码，其目标是当El Capitan投入使用后程序能够立即在该E级超算系统上稳定运行。
E级超算系统与应用协同设计、平衡发展才能带来超算生态领域的可持续发展，使E级超算发挥最大动能。除了部署E级超算系统的研制外，我国也非常重视E级超算系统上应用软件的协同开发与优化，在国家重点研发计划高性能计算重点专项中做了重要布局。作为始终致力于国产超算应用支撑环境和应用软件研发、优化与推广的超算中心，国家超算广州中心积极构建面向领域的创新应用平台。近年来，超算中心积极承担了多个国家高性能专项的项目与课题，研发领域应用环境工具、典型算法模型等在E级机上的高效优化实现，合作构建丰富的自主应用资源库，解决E级计算编程难、应用软件资源匮乏等问题。
E级超算是全球高端信息技术创新和竞争的制高点，它将在解决人类共同面临的能源危机、环境污染、气候变化等关乎人类生存与发展的重大问题上发挥巨大作用，中国、美国、日本争相争夺其战略主导地位。面对前所未有的超强计算能力与超大并行规模，如何设计和实现相匹配的应用软件，也成为E级超算系统发展的挑战之一。除了超算系统的研制，同时关注超算应用的协同设计已成为超算发展的共识。全球正积极推进E级超算生态环境建设，这必将在各领域催生一批突破性的技术，让我们共同期待全球超级计算和科技领域的这一跨越式的发展。
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