Китай против Nvidia: суперкомпьютеры стали в 10 раз мощнее

Китайские исследователи добились почти десятикратного роста производительности по сравнению с американскими суперкомпьютерами на базе Nvidia, используя отечественные графические процессоры. Это достижение не только бросает вызов доминированию США в сфере вычислительных технологий, но и демонстрирует неожиданные последствия санкций Вашингтона.

Разработка основывается на инновационных программных оптимизациях, которые позволили значительно повысить эффективность суперкомпьютеров, работающих на китайских GPU. Однако эксперты предупреждают, что программные улучшения не смогут бесконечно компенсировать отставание в «железе».

Прорыв в условиях ограничений

Запреты США на экспорт передовых графических процессоров, таких как Nvidia A100 и H100, вынудили Китай искать альтернативные решения. Особенно это важно для таких сфер, как моделирование наводнений и управление водными ресурсами, где требуется огромная вычислительная мощность.

Важным препятствием стало отсутствие доступа к проприетарному программному обеспечению Nvidia CUDA, что ограничивает разработку независимых алгоритмов. Однако китайские специалисты сумели преодолеть этот барьер.

Как Китай обошел США в суперкомпьютерах?

Исследования возглавил профессор Нань Тунчао из Государственной ключевой лаборатории гидрологии и гидравлического инжиниринга в Нанкине. Его команда разработала новый метод параллельных вычислений, который минимизирует потери производительности при передаче данных между узлами.

Используя процессоры Hygon (32 ядра, 64 потока, 2,5 ГГц) и отечественные графические ускорители с поддержкой 128 ГБ памяти, китайские ученые построили вычислительную архитектуру, которая при семи узлах достигла шестикратного прироста скорости – при том, что американская система TRITON требовала 64 узла для аналогичного результата.

В эксперименте по моделированию наводнения на водохранилище Чжуанли (провинция Шаньдун) китайские исследователи использовали 200 узлов и 800 GPU, завершив расчеты всего за три минуты. Это позволило им превзойти американские аналоги в 160 раз.

Последствия и перспективы

Разработанный подход может значительно ускорить моделирование гидрометеорологических процессов, осадконакопления и взаимодействия поверхностных и подземных вод. По словам авторов исследования, его можно адаптировать для решения других задач в области научных вычислений.

Код программы опубликован в открытом доступе, а исследователи намерены провести дополнительные испытания в инженерных приложениях. Они также планируют расширить использование модели на более широкий спектр задач в будущем.