超級計算機芯片的案例
SiPearl采用Ansys電源簽核解決方案研發(fā)歐洲超級計算機芯片
SiPearl的片上系統(tǒng)（SoC）將讓歐洲超級計算機實現(xiàn)每秒達到1萬億次的驚人算力。
SiPearl將采用Ansys Redhawk-SC開發(fā)兼具高性能及低功耗的Rhea微處理器系列
SiPearl首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Philippe Notton指出：“Ansys行業(yè)領先的仿真平臺將幫助我們確保實現(xiàn)微處理器的低功耗性能與可靠性。借助Ansys業(yè)界一流的RedHawk-SC簽核解決方案，我們能獲得行業(yè)領先的性能，及時交付我們的原型，從而為未來的歐洲超級計算機提供強勁動力。”
SiPearl正在與27家EPI合作伙伴展開合作，有分別來自科學界、超級計算中心以及IT、電子和汽車行業(yè)等知名企業(yè)，計劃在2022-2023年開發(fā)代號為Rhea的第一代微處理器系列，并在2023-2024年推出代號為Cronos的第二代微處理器系列。
Ansys副總裁兼電子、半導體與光學事業(yè)部總經(jīng)理John Lee指出：“在高級芯片工藝上，電源管理已成為芯片設計人員的首要關注點。我們正與芯片代工廠和主要半導體客戶展開合作，旨在開發(fā)我們的高容量仿真平臺，以集成多種物理效應，從而確保獲得高保真度結(jié)果和卓越的求解速度。”
展開 SiPearl采用Ansys電源簽核解決方案研發(fā)歐洲超級計算機芯片
SiPearl的片上系統(tǒng)（SoC）將讓歐洲超級計算機實現(xiàn)每秒達到1萬億次的驚人算力。
SiPearl將采用Ansys Redhawk-SC開發(fā)兼具高性能及低功耗的Rhea微處理器系列
SiPearl首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Philippe Notton指出：“Ansys行業(yè)領先的仿真平臺將幫助我們確保實現(xiàn)微處理器的低功耗性能與可靠性。借助Ansys業(yè)界一流的RedHawk-SC簽核解決方案，我們能獲得行業(yè)領先的性能，及時交付我們的原型，從而為未來的歐洲超級計算機提供強勁動力。”
SiPearl正在與27家EPI合作伙伴展開合作，有分別來自科學界、超級計算中心以及IT、電子和汽車行業(yè)等知名企業(yè)，計劃在2022-2023年開發(fā)代號為Rhea的第一代微處理器系列，并在2023-2024年推出代號為Cronos的第二代微處理器系列。
Ansys副總裁兼電子、半導體與光學事業(yè)部總經(jīng)理John Lee指出：“在高級芯片工藝上，電源管理已成為芯片設計人員的首要關注點。我們正與芯片代工廠和主要半導體客戶展開合作，旨在開發(fā)我們的高容量仿真平臺，以集成多種物理效應，從而確保獲得高保真度結(jié)果和卓越的求解速度。”
展開 SiPearl采用Ansys電源簽核解決方案研發(fā)歐洲超級計算機芯片
借助Ansys業(yè)界一流的RedHawk-SC簽核解決方案，我們能獲得行業(yè)領先的性能，及時交付我們的原型，從而為未來的歐洲超級計算機提供強勁動力。”
SiPearl正在與27家EPI合作伙伴展開合作，有分別來自科學界、超級計算中心以及IT、電子和汽車行業(yè)等知名企業(yè)，計劃在2022-2023年開發(fā)代號為Rhea的第一代微處理器系列，并在2023-2024年推出代號為Cronos的第二代微處理器系列。
Ansys副總裁兼電子、半導體與光學事業(yè)部總經(jīng)理John Lee指出：“在高級芯片工藝上，電源管理已成為芯片設計人員的首要關注點。我們正與芯片代工廠和主要半導體客戶展開合作，旨在開發(fā)我們的高容量仿真平臺，以集成多種物理效應，從而確保獲得高保真度結(jié)果和卓越的求解速度。”
來源于：ANSYS
展開 超級計算機——超級算力推動工業(yè)仿真加速發(fā)展
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什么是超級計算機？
顧名思義，超級計算機是相對于大型、小型計算機而言的一種運算速度更高、存儲容量更大、功能更完善的計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術(shù)研究，是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標志。
圖片來源于網(wǎng)絡
超級計算機的基本組成組件與個人電腦無太大差異，但規(guī)格和性能則強大許多，是一種超大型電子計算機，具有很強的計算和處理數(shù)據(jù)的能力，主要特點表現(xiàn)為高速度和大容量。現(xiàn)有的超級計算機運算速度大都可以達到
每秒萬億次
以上，在最新發(fā)布的第60期全球超級計算機排行榜，排名第一的“前沿”（Frontier），每秒浮點運算速度超過百億億次。
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我國超級計算機的起源與發(fā)展
我國的超級計算機研制起步于60年代，經(jīng)歷了三個階段：
第一階段，自60年代末到70年代末，主要從事大型機的并行處理技術(shù)研究；
第二階段，自70年代末至80年代末，主要從事向量機及并行處理系統(tǒng)的研制；
第三階段，自80年代末至今，主要從事MPP系統(tǒng)及工作站集群系統(tǒng)的研制。
早在1958年，我國成功研制了首臺數(shù)字電子計算機——103機，開啟了我國在超級計算機領域的探索之路。
1983年，我國成功研制“銀河”系列超級計算機，至此，我國具備了進行中期數(shù)值天氣預報的能力。從1992年開始，我國超級計算機的研發(fā)速度明顯加快。經(jīng)過幾十年的不懈努力，我國的超級計算機系統(tǒng)研制已取得了豐碩成果。
2010年，我國研制的“天河一號”成為世界上運算速度最快的計算機。2016年，全部采用自主技術(shù)的“神威·太湖之光”誕生，此后連續(xù)四次雄踞“全球超級計算機500強”榜首
。隨著一批國產(chǎn)高端計算機系統(tǒng)的出現(xiàn)，我國成為繼美國、日本之后，第三個具備研制高端計算機系統(tǒng)能力的國家。
展開 
超級計算機：助力新一代半導體研究！
系統(tǒng)規(guī)模和仿真精度從根本上說是受制于計算能力，這就是為什么需要更好的超級計算機。超級計算機非常適合解決在現(xiàn)實情況中需要大量時間才能解決的問題。”
未來
盡管有了這些進展，團隊還認為下一代超級計算機SuperMUC-NG（2017年12月發(fā)布，2018年末部署完成），將幫助研究人員擴展他們的仿真規(guī)模，從而為一系列電子器件應用帶來更大效益。
Ortmann 表示：“我們想要將仿真的準確度提高到最大。這將幫助我們拓展應用范圍，讓我們更加精準地仿真更廣泛的材料，或者具有更多原子的更大型系統(tǒng)。”
『原創(chuàng)』無錫超級計算機中心
無錫超級計算機中心(年底測試階段完全免費):
無錫超級計算機中心座落于無錫（國家）工業(yè)設計園內(nèi)，2006年11月5日正式揭牌成立，無錫超算中心能夠提供可共享的高性能計算應用公共服務平臺。目前我們引進的神威2000A提供高性能計算機系統(tǒng)峰值速度為1萬億次/秒計算能力，2期建設將達到峰值13萬億次/秒。根據(jù)我們市場調(diào)研，目前江蘇省有一大批高等院校和科研院所，在半導體、船舶、航空航天，化工、機械制造、汽車制造、生物醫(yī)藥、動漫設計、新材料開發(fā)等領域有很強的開發(fā)能力，需要大量的計算資源，通過無錫超算中心這個高水準的公共計算平臺，能大大縮短科研時間，大大提高計算效率。
目前，我們中心已經(jīng)配置了多種應用軟件—ANSYS10.0、ANSYS/LS-DYNA、MSC.patran、MSC.nastran和Fluent6.2等有限元分析軟件。接下來會相繼配備電子、氣象、動漫、生物、材料信息等方面的應用軟件。經(jīng)過目前測試下來的結(jié)果，1000多萬個網(wǎng)格的計算只需要30分鐘左右時間，與普通微機及中型機相比，大大縮短了計算時間。根據(jù)用戶的需要，相應的軟件也會配備起來。
為了滿足該研究所在科研領域的高性能計算效率，我們超算中心能為您提供一個良好的服務平臺，縮短貴單位的研發(fā)時間。目前中心屬于試運行階段，免費提供計算平臺，當然我們也能提供遠程服務，至于保密措施我們會根據(jù)不同的用戶簽訂不同的保密協(xié)定。
靜候佳音，謝謝！
Addr: 江蘇省無錫市蠡園經(jīng)濟開發(fā)區(qū)滴翠路100號B樓2層209
Tel: MP: 15950404960 聯(lián)系人：王瓊
直線：0510-85162150
Fax: 0510-85167598
分機：0510-85166228轉(zhuǎn)8503
展開 俄羅斯聯(lián)邦核中心研制出光學超級計算機
據(jù)俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)近日報道，俄羅斯聯(lián)邦核中心——全俄實驗物理科學研究所（俄羅斯國家原子能集團公司（Rosatom）位于下諾夫哥羅德州薩羅夫區(qū)的企業(yè)）研制出獨一無二的光學超級計算機，并已取得專利。這種光學超算與傳統(tǒng)計算機相比具有巨大優(yōu)勢。
據(jù)報道，這里指的是所謂的光子計算機，其計算過程"建立"在激光輻射脈沖的相互作用上，而不是像傳統(tǒng)計算機那樣建立在電子元件的工作上。這種光子計算機由電和"光"兩部分組成。機器代碼（即一組指令）轉(zhuǎn)換為激光脈沖。光子通過波導進入光子處理器，激光脈沖在這里發(fā)生相互作用，然后進行與電子計算機相同的邏輯運算。接下來，激光束離開處理器，返回計算機的電子部分，光學信息再次轉(zhuǎn)換成用戶可以訪問的電信息。光子計算機研發(fā)人員、全俄實驗物理科學研究所理論與數(shù)學物理研究所首席研究員謝爾蓋·斯捷潘年科解釋稱，光子計算機可用來解決超出"半導體"超級計算機能力的問題。
他表示，應用光子技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)計算機性能只需數(shù)萬分之一或數(shù)十萬分之一的能量。
斯捷潘年科表示："如果一臺超級計算機需要放在一個足球場大小的建筑內(nèi)，那么同樣性能可通過半升杯子即可容納的光子計算機來實現(xiàn)，且散熱量約為一百瓦，比鍋爐低。"
各國專家早就開始研制光子計算機，但由于各種原因均未成功。全俄實驗物理科學研究所提出了新的光子計算機工作原理，可以盡可能地減少計算機光電部分之間的轉(zhuǎn)換，因為這種轉(zhuǎn)換需要大量的時間和能量。
全俄實驗物理科學研究所發(fā)明的光子處理器進行對半導體計算機而言最復雜的乘法運算時每秒最多可執(zhí)行5萬兆次浮點運算，且這種處理器的峰值功率僅為100瓦（而相同功率的現(xiàn)有電子處理器每秒最多僅可執(zhí)行5兆次浮點運算，即比光子處理器慢一萬倍）。與此同時，通過縮短光波長度可大幅提高光子計算機的性能。
至于借助光子計算機可解決哪些具體問題，例如研究人類遺傳特征。
展開 關于仿真工作中對超級計算機資源需求的調(diào)查
我支持CAE發(fā)展，支持相關科研工作的調(diào)研，剛剛完成了這份調(diào)查問卷，問題很少，紅包很大，好東西就是要分享，尤其紅包這種事兒我一般不獨吞。
點擊填問卷領紅包
超級計算機幫忙“洗照片”
例如在2014年，由諾蘭執(zhí)導的科幻電影《星際穿越》大熱，在著名理論物理學家吉普·索恩的指導下，這部影片中的超大質(zhì)量黑洞“卡岡圖亞（Gargantua）”被超級計算機模擬出來，這已經(jīng)是非常接近真實黑洞面貌的圖片了。
《星際穿越》里面的黑洞“卡岡圖亞”
雖然黑洞的首張真身照是模糊、不規(guī)則的橙色光環(huán)，但拍攝照片的過程已經(jīng)歷時十余年，全球200多名科研人員利用八個探測望遠鏡不分晝夜觀測的結(jié)果。
這個結(jié)果有可能獲得諾貝爾獎。而這一切成就，都離不開視界望遠鏡（EHT）和超級計算機的支持。
利用超算“洗照片”
望遠鏡負責拍攝5300萬光年之外的圖像，而超算負責“洗照片”。光是處理數(shù)據(jù)和生成圖像就用了兩年多的時間。
在觀測時，每臺望遠鏡都以電壓的形式接收數(shù)據(jù)流，用數(shù)字形式表示觀測結(jié)果。而多臺望遠鏡隨時間的微小改變，之間的鐘差、狀態(tài)的不同都會影響觀測精度，與此同時黑洞本身也是不斷在變化的。
另一方面，黑洞密度非常高，拍攝同時也要求非常高的分辨率。同時黑洞能夠吞噬光子，研究人員需要非常小心地收集大量光線，以確定事件視界的陰影所在的位置。
拍攝結(jié)束后，一共產(chǎn)生了27 PB的數(shù)據(jù)（來自觀察這些黑洞的所有不同天文臺，1PB=1024TB）。每個觀測站點的研究人員收拾起成堆的硬盤，并快遞給與此相關的天文學研究所。空運硬盤的方式竟然比計算機傳輸還要快，可見數(shù)據(jù)之龐大。
之后就是“洗照片”了，其過程還需建立模型、利用不同的算法處理數(shù)據(jù)、校準，以提升圖像的質(zhì)量和精度。
其中麻省理工學院海斯塔克天文臺擁有全球最大、高度專業(yè)化的超級計算機，它能同時處理兩個數(shù)據(jù)流。
展開 特斯拉自研超級計算機Dojo！將取代日本「富岳」成全球第一
同時他也強調(diào)，要讓特斯拉自己的這套自動駕駛AI達到足夠的可靠性，還需要更多的時間，這也是為什么特斯拉要自己制造超級計算機的原因。
這臺超級計算機還不是特斯拉的終極目標，根據(jù)馬斯克的計劃，特斯拉未來的Dojo超級計算機算力將要達到每秒鐘exaFLOP的級別，也就是百萬億億次浮點運算。
并且運算速度還要超過「富岳」，成為世界第一。
Dojo：給AI打造的「練功房」
特斯拉在去年的自動駕駛大會上公布了Dojo計劃：Dojo將會成為特斯拉用于研發(fā)自動駕駛技術(shù)的平臺。
在去年的自動駕駛技術(shù)日上，馬斯克不僅向公眾展示了由Jim Keller帶隊研發(fā)出來的FSD芯片（目前算力最高的駕駛輔助芯片之一），而且還宣布了特斯拉未來將會成為一家Robotaxti公司的野心。
而Dojo則是特斯拉在自動駕駛之路上一個不可或缺的技術(shù)平臺。
Dojo發(fā)音源自日語，意為在冥想術(shù)或者武術(shù)中的「練功房」。
未來1.5PB的數(shù)據(jù)將在這里「刻苦修煉」。
在超高算力的支持下，特斯拉將會在視覺感知的自動駕駛技術(shù)路線上一路狂奔。
馬斯克說過，特斯拉就是一系列初創(chuàng)公司的集合，而超級計算機可以看做是我們其中一個初創(chuàng)公司的項目。
英特爾、AMD這些芯片大佬們沒想到，居然從汽車圈里突然跑出來一個如此強大的對手。
展開 阿里巴巴宣布研制出全球最強量子電路模擬器“太章” 通信開銷少告別超級計算機
“太章”的創(chuàng)新算法通信開銷極小，得以充分發(fā)揮平臺在線集群的優(yōu)勢，在過去超級計算機上做不了的模擬任務，比如64（8x8）比特40層的模擬，“太章”只需2分鐘即可完成。
*阿里巴巴“太章”模擬器與目前主要模擬器模擬谷歌隨機電路的結(jié)果比較
量子計算可能顛覆當前的計算技術(shù)，是科學界和工業(yè)界研究的前沿熱點。但量子計算的實現(xiàn)十分困難。目前，已經(jīng)實現(xiàn)的高精度量子處理器也只有20幾個量子比特。故而規(guī)模稍大的量子算法尚無運行的載體。
模擬器的作用在于“承上啟下”，往下可以幫助理解、設計硬件，向上可以承載算法和應用的探索和驗證。“太章”首次使得測試和驗證被稱為“中等規(guī)模”50-200比特的的量子算法成為可能, 從而為輔助設計中等規(guī)模量子算法、量子軟件乃至量子芯片提供了一個有力的工具。
在通常的量子電路模擬方案中，需要存儲量子狀態(tài)的全部振幅，在此海量數(shù)據(jù)上同時模擬量子運算。這個方法要求不斷地在眾多的計算節(jié)點間交換數(shù)據(jù)，造成巨大的通訊開銷。因此，過去這樣的模擬任務往往都在超級計算機上進行。
實驗室團隊基于施堯耘教授及其合作者Igor Markov在2005年提出的另一種模擬方案，發(fā)明了一個簡單而有效的方法分解整個模擬任務，然后十分均衡地把這些子任務分配到不同計算節(jié)點上。“太章”的通信開銷極小，這個優(yōu)點使之十分適合分布式的計算平臺。
*“太章”模擬的隨機量子電路規(guī)模（黑線）與谷歌量子硬件可以實現(xiàn)的規(guī)模(紅線) 比較（基于谷歌在[Characterizing quantum supremacy in near-term devices]中對7x7的估計）*
作為基準的隨機量子電路是谷歌提出為實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的算法。“量子霸權(quán)”指的是量子處理器的規(guī)模和精度到達無法被經(jīng)典計算模擬的程度。
展開 
三星開始為特斯拉下一代自動駕駛計算機生產(chǎn)芯片
即將推向市場的特斯拉Cybertruck將首次使用特斯拉最新的Hardware 4計算機 —— 韓國媒體的報道稱，三星將擊敗臺積電，獲得生產(chǎn)該計算機所使用的芯片的合同。
特斯拉當前所生產(chǎn)的電動汽車，搭載的是HW 3.0芯片，這一款芯片也是由三星電子代工。作為HW 3.0芯片的繼任者，HW 4.0芯片也將用于多款特斯拉電動汽車。
從外媒的報道來看，三星將獲得的是HW 4.0芯片的代工合同。
仿真研究推進納米光刻工藝的升級，助力計算機芯片制造
如今，納米技術(shù)的應用已經(jīng)深入人們的日常生活，我們平時使用的計算機芯片以及各種電子產(chǎn)品的制造都離不開納米技術(shù)。
納米光刻技術(shù)
納米光刻技術(shù)是一種利用光刻手段在物體上制作納米量級圖形的加工方法，目前是集成電路制造領域的主流納米加工技術(shù)。雖然傳統(tǒng)的光刻工藝可以滿足一定的生產(chǎn)需求，但它卻存在著諸多局限性：首先，光學衍射效應會降低分辨率，在一定程度上影響產(chǎn)品的質(zhì)量；其次，較低的生產(chǎn)效率和高昂的生產(chǎn)成本也是制約相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
清華大學摩擦學國家重點實驗室（以下簡稱“摩擦實驗室”）是清華大學首批建成的國家重點實驗室之一，主要從事摩擦學理論與技術(shù)、機械表面科學與性能控制、生物摩擦學與生物機械、微納制造理論與技術(shù)等方面的研究。目前，摩擦實驗室的研究人員正在借助仿真手段探索一種低成本、高效率的新型納米光刻工藝。
旋轉(zhuǎn)式近場光刻技術(shù)
在光學領域，由于衍射現(xiàn)象的存在，傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)很難突破半波長的成像分辨率。近年來，為突破這一限制，研究人員利用表面等離子共振能夠產(chǎn)生場強熱點（hotspot）的現(xiàn)象，研發(fā)出了等離子體透鏡，以實現(xiàn)超高分辨率聚焦。然而，這種超高分辨率成像和聚焦方法的工作距離很短，僅適用于介質(zhì)表面，因此在實際應用中很難控制。為了能夠穩(wěn)定控制透鏡及聚焦點，摩擦實驗室的研究人員基于硬盤驅(qū)動器的飛行原理和近場光學理論，提出了一種名為旋轉(zhuǎn)式近場光刻技術(shù)的新型光刻工藝。
硬盤在運行時，磁頭滑塊會在盤片表面穩(wěn)定飛行，其飛行高度的高低取決于盤片的旋轉(zhuǎn)速度和磁頭滑塊的形狀。通過將表面等離子體透鏡集成在磁頭滑塊表面、并將超高分辨率的光刻膠涂于盤片表面，當磁頭在盤片表面穩(wěn)定飛行時，表面等離子體透鏡即可對光刻膠進行曝光。由于表面等離子體透鏡具有優(yōu)異的聚光效應，因此能夠形成突破衍射極限的近場光斑，進而實現(xiàn)高分辨率、快速、無掩膜的納米光刻加工。
展開 報名 | 大型SoC全芯片的ESD簽核詳解
、仿真和云計算方面的創(chuàng)新
Ansys與GF合作交付新一代硅光子解決方案，開啟數(shù)據(jù)中心新時代
SiPearl采用Ansys電源簽核解決方案研發(fā)歐洲超級計算機芯片
Seagate深入使用Ansys仿真解決方案推進全球數(shù)據(jù)存儲
GLOBAL FOUNDRIES攜手Ansys加速硅光芯片設計
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新型保護材料保障光在計算機芯片上“無泄漏”通行
渡大學等開發(fā)的各向異性超材料波導包層
用光基組件替代傳統(tǒng)計算機部件，可大幅度提高計算機的運算速度。然而光在通過計算機芯片時，往往容易出現(xiàn)“漏光”現(xiàn)象，從而導致信息泄漏與混亂。據(jù)每日科學網(wǎng)7月30日報道，《自然通訊》（Nature Communications）載文稱，普渡大學（Purdue university）領導的研究團隊開發(fā)了一種新型各向異性波導包層，可有效遏制“漏光”現(xiàn)象（尤其是急彎處的光反射和散射）。這對光子與電子設備的集成、提高通信速度和降低功耗均有重要意義。普渡大學電氣與計算機工程助理教授祖斌·雅各布（Zubin Jacob）說：“我們希望波導傳輸?shù)男畔⒛苎刂畯澋馈羞M，同時不會像熱量那樣出現(xiàn)散失。這是一個巨大的挑戰(zhàn)。”
波導包層的獨特性能源于其各向異性：在此設計下，光能以不同速度向不同方向傳播。研究人員通過控制包層的各向異性，可防止光線從既定軌道泄漏到其他波導中，進而避免信息串擾或信息混合。而由光攜帶的信息被“全內(nèi)反射”反射回來，穩(wěn)定限制在原波導內(nèi)。普渡大學電氣與計算機工程研究生科研助理薩曼·雅哈尼（Saman Jahani）說：“我們開發(fā)的波導是一種極具深度的結(jié)構(gòu)，發(fā)生泄漏的可能性非常小。這種方法可為在計算機芯片上實現(xiàn)密集光子集成鋪平道路，不必擔心‘光漏’的影響。”
編譯：雷鑫宇 審稿：三水 責編：張夢
期刊來源：《自然通訊》
原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180730145421.htm
中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準。
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