日前， 國防科技大學官方新聞宣布， 由國防科技大學牽頭研制的“天河三號E級原型機系統”已在國家超級計算天津中心完成研制部署， 并于22日順利通過項目課題驗收。 未來2-3年內， 國防科技大學團隊將打造出全自主的具有國際領先水平的新一代“天河三號”E級超級計算機。
E級超算， 是指每秒鐘運算一百億億次的超級計算機。 自從今年6月份美國SUMMIT超算超過中國的神威太湖之光， 登頂全球最快超算TOP500榜單之后， 中國， 美國， 日本和歐洲， 這些在超算領域最為領先的國家和地區， 紛紛加快了研制速度。 其中，
天河三號原型機打了誰的臉？
就在國防科技大學公布天河三號原型機進度之前一個禮拜， TOP500網站的總編輯發表了一篇典型西方視角的預測文章。 文章總結了前一段時間全球超算領域最大的三個新聞， 一個是日本富士通公司開發Post-K（后京級）超算的進度， 一個是美國SUMMIT系統重新奪回TOP500榜單的冠軍， 第三個居然是引述中國的一位參加E級超算的學者的話稱：中國的超算計劃需要推后大約一年， 從領先美日約一年推后到和美日同一年完成。 而TOP500總編輯給出的理由是：中國需要從三種國產CPU之中選出一種， 需要做更加詳盡的評估， 所以才需要推遲。
但TOP500總編輯沒有意識到， 中國在超級計算機項目的研發上從來都是多種方案齊頭并進， 互為備份， 以降低風險的。 并不存在需要從三種國產CPU種選出一種再進行研發的慣例。
實際上， 中國目前正在進行的E級超算項目有三個：
天河三號
2018年5月19日， 國家超算天津中心展示了天河三號原型機， 預計在2018年底投入使用， 而根據國防科大日前的這則新聞， 實際上目前的進度已經提前。 天河三號的全配置主機計劃在2020年投入使用，
神威E級
2018年7月神威E級原型機落戶于國家超算濟南中心， 還需要三年左右的研發時間， 將在2021年正式投入使用。 神威的CPU肯定是申威系列的最新型號， 加速器可能也會采用Matrix2000plus或者其后續型號。
曙光E級
2016年7月4日， 中科曙光在其舉辦的“2016中科曙光技術創新大會（IDIC2016）”上宣布， 由其牽頭的E級超算原型系統項目正式發布， 在核心技術方面， 曙光介紹了超融合自適應并行處理體系結構（HCAPP）和全浸沒式相變液冷技術（整臺超算浸沒在冷卻液中）， 但對于所采用的CPU和加速器并沒有更多消息透露。 外界猜測曙光可能會采用中科院體系內研發的CPU和加速器（比如龍芯系列）。
但是， 天河三號原型機的出現， 被打臉得最狠的并不是TOP500總編輯， 而是美國政府。
事情要從天河三號的上一代機型， 天河2號說起。 天河系列超算， 從天河1號開始就一直使用美國公司制造的CPU和加速器芯片。 比如， 天河2號使用Intel Xeon E5 CPU和Intel Xeon Phi加速器芯片， 而天河2A仍然使用Intel Xeon E5 CPU， 加速器芯片換成了國產Matrix2000。 最重要的是， 天河2號從2013年6月登頂TOP500排行榜， 成為世界上運算速度最快的超算， 一直到2016年6月讓位于神威太湖之光， 整整“霸榜”了三年之久， 美國的面子掛不住了。 于是在2015年4月9日， 美國商務部宣布對中國的四家超算機構禁運Intel的至強Xeon處理器和Xeon Phi加速器。 受到禁運的四家中國機構是：國家超級計算長沙中心，
天河三號將成為“爭氣機”
美國不是禁運嗎？那好， 天河三號從CPU（飛騰）， 到加速器芯片（Matrix2000plus）,到互聯接口芯片， 路由芯片， 全都采用國產貨；新型的計算處理、高速互連、并行存儲、服務處理、監控診斷、基礎架構等硬件分系統全都是國產原創設計；系統操作、并行開發、應用支撐和綜合管理等軟件分系統全面國產可控。 而天河三號將要和美國的Aurora超算， 作為人類第一批E級超算， 爭奪TOP500的冠軍。 這個臉打得狠不狠？（實際上在美國禁運之后， 使用國產申威CPU的神威太湖之光又“霸榜”了兩年， 直到上個月才讓位于美國的SUMMIT超算， 也夠打臉的了）
美國更是搬起石頭砸了自己的腳
目前TOP500排名第一的美國SUMMIT超算的運算速度約為每秒12億億次，約為E級超算的12%。SUMMIT系統的升級空間有限。
美國的第一臺E級超算名為Aurora (原計劃運算速度為18.5億億次), 將安裝在Argonne 國家實驗室，原計劃在2018年底投入使用，后被推遲到2021年投入使用，性能也將提升到（1E Flops,即100億億次）。戲劇性的是Aurora被推遲的原因：由于其原計劃使用Intel Xeon CPU和Xeon Phi加速器，其中Intel 的Xeon Phi加速器已經在2017年8月停產，而基于10nm制程工藝的下一代Xeon Phi加速器，Intel目前還根本沒有計劃。
那么Intel為什么停產Xeon Phi加速器？我們可以來列一列事實：
中國的天河2號分別使用了3.2萬顆Xeon E5 CPU和4.8萬顆Xeon Phi加速器。
對于Xeon Phi的銷量，Intel曾表示過2016年的目標是10萬顆出貨量。
可見，單單我國的天河2號就達到了Intel約一半的Xeon Phi銷量。
2015年4月9日，美國商務部宣布對中國的四家超算機構禁運Intel的至強Xeon處理器和Xeon Phi加速器。
2016年6月18日，Xeon Phi 7290/7250加速器價格直接腰斬。到2017年8月24日，Intel 宣布Xeon Phi 7200系列協處理器加速卡進入停產退市進程。
筆者毫不懷疑，Intel停產Xeon Phi產品線的重要原因之一是失去了中國超算的市場。
美國真是搬起石頭砸了自己的腳。Aurora未來的技術方案還有待觀察。
未來E級超算的競爭，也是核心處理器的競爭
美國的SUMMIT系統使用的是IBM Power9處理器和Nvidia Tesla加速器。第一臺E級超算的處理器和加速器方案還有待觀察。
日本的第一臺E級超算將是富士通公司的Post-K系統，使用富士通公司設計的ARM眾核處理器。
歐洲國家也為下一代超算在開發國產的處理器，基于ARM架構和RISC-V架構。這項工作的推動力量是歐洲處理器計劃（EPI）。該計劃是一個大型計劃的一部分，目標是發展不依賴于美國芯片制造商的超算制造能力，尤其是要擺脫對Intel, AMD,Nvidia和IBM的依賴。EPI計劃最近開始實施，目標是在2020年前制造出pre-E級的處理器版本。
需要指出的是，歐洲和日本的半導體企業均沒有目前最先進的半導體制程技術。全球邏輯器件(不包括閃存和內存)的最先進制程工藝掌握在四家企業手中：臺灣的臺積電，韓國的三星，美國的Intel和 Global Foundries. 這四家企業的邏輯器件制程工藝已經在向10納米以下發展。而歐洲和日本的半導體企業生產邏輯器件的制程工藝目前還停留在28納米以上。這意味著，歐洲和日本公司設計的先進處理器，他們自己也制造不了，必須由臺積電，三星或者Global Foundries代工。
值得欣慰的是，中國的中芯國際正在向14納米的制程工藝進軍，將于2019年上半年量產。這意味著我國的超算芯片將會使用14納米的工藝（之前的申威，飛騰CPU和Matrix2000加速器均由國產28納米以上的工藝生產，或者由海外企業代工生產），我國超算芯片的性能將會迎來一次飛躍。
對于關注超算領域的人來說，2020年和2021年將會是非常熱鬧的兩年。我們將目睹人類首批E級超算投入使用。而在這場競賽中，中國的超算將是第一名的最有力的競爭者。
美國更是搬起石頭砸了自己的腳
目前TOP500排名第一的美國SUMMIT超算的運算速度約為每秒12億億次，約為E級超算的12%。SUMMIT系統的升級空間有限。
美國的第一臺E級超算名為Aurora (原計劃運算速度為18.5億億次), 將安裝在Argonne 國家實驗室，原計劃在2018年底投入使用，后被推遲到2021年投入使用，性能也將提升到（1E Flops,即100億億次）。戲劇性的是Aurora被推遲的原因：由于其原計劃使用Intel Xeon CPU和Xeon Phi加速器，其中Intel 的Xeon Phi加速器已經在2017年8月停產，而基于10nm制程工藝的下一代Xeon Phi加速器，Intel目前還根本沒有計劃。
那么Intel為什么停產Xeon Phi加速器？我們可以來列一列事實：
中國的天河2號分別使用了3.2萬顆Xeon E5 CPU和4.8萬顆Xeon Phi加速器。
對于Xeon Phi的銷量，Intel曾表示過2016年的目標是10萬顆出貨量。
可見，單單我國的天河2號就達到了Intel約一半的Xeon Phi銷量。
2015年4月9日，美國商務部宣布對中國的四家超算機構禁運Intel的至強Xeon處理器和Xeon Phi加速器。
2016年6月18日，Xeon Phi 7290/7250加速器價格直接腰斬。到2017年8月24日，Intel 宣布Xeon Phi 7200系列協處理器加速卡進入停產退市進程。
筆者毫不懷疑，Intel停產Xeon Phi產品線的重要原因之一是失去了中國超算的市場。
美國真是搬起石頭砸了自己的腳。Aurora未來的技術方案還有待觀察。
未來E級超算的競爭，也是核心處理器的競爭
美國的SUMMIT系統使用的是IBM Power9處理器和Nvidia Tesla加速器。第一臺E級超算的處理器和加速器方案還有待觀察。
日本的第一臺E級超算將是富士通公司的Post-K系統，使用富士通公司設計的ARM眾核處理器。
歐洲國家也為下一代超算在開發國產的處理器，基于ARM架構和RISC-V架構。這項工作的推動力量是歐洲處理器計劃（EPI）。該計劃是一個大型計劃的一部分，目標是發展不依賴于美國芯片制造商的超算制造能力，尤其是要擺脫對Intel, AMD,Nvidia和IBM的依賴。EPI計劃最近開始實施，目標是在2020年前制造出pre-E級的處理器版本。
需要指出的是，歐洲和日本的半導體企業均沒有目前最先進的半導體制程技術。全球邏輯器件(不包括閃存和內存)的最先進制程工藝掌握在四家企業手中：臺灣的臺積電，韓國的三星，美國的Intel和 Global Foundries. 這四家企業的邏輯器件制程工藝已經在向10納米以下發展。而歐洲和日本的半導體企業生產邏輯器件的制程工藝目前還停留在28納米以上。這意味著，歐洲和日本公司設計的先進處理器，他們自己也制造不了，必須由臺積電，三星或者Global Foundries代工。
值得欣慰的是，中國的中芯國際正在向14納米的制程工藝進軍，將于2019年上半年量產。這意味著我國的超算芯片將會使用14納米的工藝（之前的申威，飛騰CPU和Matrix2000加速器均由國產28納米以上的工藝生產，或者由海外企業代工生產），我國超算芯片的性能將會迎來一次飛躍。
對于關注超算領域的人來說，2020年和2021年將會是非常熱鬧的兩年。我們將目睹人類首批E級超算投入使用。而在這場競賽中，中國的超算將是第一名的最有力的競爭者。