如何看待天河二号超算使用国产Matrix2000加速卡升级？

　　上周TOP500公布了2018年上半年的超算500强名单，美国的Summit超算如愿以偿夺得了第一，为美国人赢回了丢失已久的TOP500冠军，而且一举包揽了TOP3中的第一、第三。中国最强超算神威·太湖之光名列第二，这两年来并没有升级，但是第四名的天河2A超算实际上已经今非昔比，它曾经是TOP500六连冠，但之前使用的是英特尔加速卡，在被美国禁止出口之后，广州超算中心使用国产Matrix-2000加速卡升级了天河2A超算，性能从54.9PFLOPS提升到了97.9PFLOPS。
　　天河2号是位于中国广州超算中心的一台超算，它使用了Intel至强E5-2692 12核处理器及Xeon Phi 31S1P加速卡，总计拥有312万个核心，整机功率也达到了17808千瓦。理论性能依然是54.9PFLOPS（千万亿次），Linpack峰值性能33.86PTFLOPS，从2013年6月份到2016年6月份它的性能都没有变化，连任了六次TOP500冠军。
　　天河2号原本有后期升级的，但是2015年美国政府颁布禁令，严禁英特尔等公司向中国四家超算中心出口高性能计算芯片，这样使用英特尔Xeon Phi加速卡的天河2号就不能再使用美国公司的高性能芯片了。
　　2017年9月份广州超算中心宣布年底前升级天河2号超算系统，使用国产加速器Matrix 2000取代原本的英特尔Xeon Phi加速器，升级后的天河2号被称为天河2A，之前的海内外报道中也使用过天河2A这个称呼，不过它真正的升级还是去年底，这才是名副其实的天河2A，浮点性能从之前的54.9PFLOPS提升到了94.97PFLOPS。
　　从升级后的情况来看，天河2A不只是用国产加速器取代英特尔加速器那么简单，网络结构也从原来的10Gbps升级到了14Gbps，延迟从1.57us降至1us，内存容量从1.4PB升级到了3.4PB，存储容量从12.4PB升级到了19PB，带宽翻倍到1TB/s，而功耗则从17.8MW降至16.9MW，能效大幅提升。
　　天河2A升级的关键就是上面这个Matrix 2000加速器，它使用的是国产芯片，架构、来源一如既往地神秘，毕竟跟国防科大有关，网上能找到这个资料说这个芯片是天津迈创公司出品，每个加速卡使用了4颗Matrix 2000芯片，每个Matrix 2000由128个内核组成，频率1.2GHz，每周期能执行16个双精度运算，处理器峰值性能为2.45TFLOPS。
　　Matrix 2000处理器的众核架构让人联想到了太湖之光使用的申威处理器，不过后者是基于Alpha架构魔改的，Matrix 2000架构不确定不是ARM，考虑到国防科大之前公布的处理器路线图，整数架构应该是ARM，但是矢量单元依然是国内魔改，官方资料里提到过这是自定义的256bit VFU矢量单元。
　　另外，Matrix 2000处理器的TDP功耗为240W，封装面积66x66mm，制程工艺未知，但是从发布时间来看，大概还是28nm节点生产的，
　　这件事情对于中国来说可以称得上是因祸得福：正是因为美国的封锁，导致了国产自主研发的加速器芯片强势崛起，反而是现在的英特尔受到了更大的影响。
　　2015年，美国商务部发布了一份公告，限制英特尔公司向国家超级计算广州中心、长沙中心、天津中心和国防科技大学四家单位出售＂至强Xeon＂处理器芯片。当时，我们的天河2号超级计算机用的就是英特尔的Xeon Phi加速卡，正准备升级的计划受到了阻碍。
　　然而限售令公布后，天河2号系统主任设计师、国防科大教授卢宇彤曾回应，＂按照原定计划，天河二号拟在今年进行升级。尽管此次美方对天河二号升级所需英特尔Xeon处理器的进行限售，对原定升级计划有一定影响，但我们早有准备，绝不会影响天河2号从55PFLOPS升级到100PFLOPS的既定目标 。
　　果不其然，在之后不久国防科大就公布了自主研发的中国计算加速卡Matrix-2000，它采用了通用计算数字信号处理器（GPDSP）的方案，不仅完全替代了英特尔的Xeon Phi加速卡，升级后的＂天河2A＂超算在性能提升到100P的同时，功耗几乎没有增加！
　　而对于英特尔来说，没有了中国这个肯花钱投资超算的大国，Xeon Phi加速卡的命运也不可避免地走向了衰败。天河2号曾投资30亿元，用了3.2万块Xeon处理器和4.8万块Xeon Phi加速卡，而后来3倍性能的神威-太湖之光才花了18亿，最主要的原因是采用了自主的申威260众核处理器，可想而知天河2号曾为英特尔创造了多少利润。
　　就在前不久的7月23日，英特尔宣布停产8款Xeon Phi 7200处理器，意味着该产品线正逐步被放弃。英特尔也曾计划使用10nm工艺制造代号Kinight Hill的新一代Xeon Phi，但由于市场需求不振最终放弃了这个计划。
　　对于我们来说，这是卧薪尝胆摆脱「卡脖子」的一个经典案例；而对于美国来说，这是不是叫做搬起石头砸自己的脚？