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华为立大功!被美国制裁11年,靠国产CPU,中国超算夺下全球第一

打了11年,中美超算之争,中国取得胜利!不靠英伟达GPU,采用华为自研CPU,中国时隔8年再次夺回全球第一宝座。根据央视

打了11年,中美超算之争,中国取得胜利!不靠英伟达GPU,采用华为自研CPU,中国时隔8年再次夺回全球第一宝座。

根据央视的报道,国家超级计算深圳中心于2026年4月24日发布国产E级超算“灵晟”,帮助中国时隔8年重夺全球超算第一名,官方称算力超过2 ExaFLOPS,全栈国产化,不含任何境外芯片。这也是目前全球唯一以纯CPU架构冲击E级性能的超算系统。

这次中国超算时隔8年再次夺取全球第一,这也标志着中美超算之争,中国取得了胜利,而中国依靠自己独创的技术,也就极大提高中国在全球超算领域的话语权。

一、美国制裁11年,中国终于取得胜利

早在2015年2月,美国商务部第一次把国防科技大学、国家超级计算天津中心、广州中心、长沙中心这四家机构拉进实体清单,禁止英特尔卖给他们至强系列CPU和Xeon Phi协处理器。这一下,直接打断了天河二号从55PFlops往100PFlops升级的计划。

这是美国对华超算搞技术封锁的正式起点,美国制裁打压的逻辑跟当时全球超算产业的主流路子直接挂钩。

那时候,全世界顶级的超算几乎都在用“CPU加协处理器或者GPU”这种混合搭配的架构,英特尔CPU在通用计算节点里头占绝对大头。既然这样,直接卡住核心芯片,就等于掐住你系统算力升级的脖子。

在美国的技术盘算里,E级超算要把算力密度提上去,必须得靠GPU的并行计算能力。光用CPU这一种处理器,肯定跨不过性能和能效的双重门槛。所以只要断了GPU的供应,中国超算就不可能摸到E级的边。

这判断不是凭空来的,它一来自美国自己走的路——美国后来部署的Frontier、El Capitan这两台E级超算,全都用的是AMD GPU配上通用CPU的混合方案;二来呢,也来自美国对全球算力技术路线那种垄断性的想当然,觉得所有人都得按这个框架来。

但中国没顺着这条路走。中国超算的技术突围,从一开始就咬住自主可控的方向,没去跟美国设定的GPU混合路线。

2016年发布的神威·太湖之光,是第一个关键节点。这套系统整机部署了40960块自主研发的申威26010众核处理器,里头没用任何英伟达、AMD的进口GPU,所有跟计算相关的核心部件百分之百国产。申威26010用了片上融合的架构,一颗芯片里头塞进4个控制核心和256个计算核心。控制核心负责管任务调度和逻辑处理,计算核心负责做大规模并行运算。

说白了,就是把传统混合架构里头CPU和加速单元干的活,全合在了一颗芯片内部完成,绕开了对外部GPU的依赖。

这套系统峰值性能跑到125PFlops,连续三次排在全球超算TOP500榜单的头名。更重要的是,用它开发的大气动力学模拟应用,拿下了超算应用领域的最高奖——戈登·贝尔奖。这等于用实际成果告诉外界,纯国产众核CPU这条路,走得通,也落得了地。

眼看太湖之光拿了全球第一,美国加紧了制裁。2021年4月,实体清单进一步扩大,一口气拉进七家中国超算相关实体,包括天津飞腾、上海高性能集成电路设计中心、申威微电子这三家芯片设计单位,还有济南、深圳、无锡、郑州四个国家超算中心。

制裁的靶心,从终端系统直接往上打,瞄向芯片研发环节。之后美国又一步步把英伟达、AMD的高端GPU纳入出口管制,还用“外国直接生产规则”去封堵第三方代工、转口贸易这些可能绕开管制的渠道。这一套动作的目标,对准的就是中国E级超算的研发进程。

但美国没算到,时隔八年,中国再次拿下全球第一。

2026年登上全球超算榜首的“灵晟”系统,意味着中国在E级超算这个层面,也打成功了。灵晟走的是华为鲲鹏技术路线底下的自研LX2 CPU,整套系统包含20480个计算节点、近1400万个CPU核心,实测持续双精度性能达到了2.19EFlops,比美国当时最强的El Capitan超算高出超过20%。这全过程,没用到任何外部GPU加速卡。

芯片上,LX2 CPU做了一个新动作,它把多精度计算单元和矩阵加速单元直接弄进了CPU内核。以前这活儿是GPU在干,现在不用通过外部接口在CPU和GPU之间来回倒腾数据了,数据搬运的延迟和开销,一下就被干掉了。同时,这颗CPU还装上了头一颗国产高带宽内存,内存带宽比起老式内存架构的CPU直接翻了十倍,把长期拖着CPU算力后腿的内存访问带宽问题解决了。要知道,这种高带宽内存原本一直是GPU产品手里的王牌。

芯片之外,灵晟还实现了全线技术自己掌控。网络层用了自主设计的灵启高速互连网络,能支持200万个端口、十万个节点的超大规模组网。存储层采用分层架构,容量可以平滑扩到E级以上。散热系统用了百分之百全液冷方案,能效比做到了每瓦51GFlops,在算力冲顶的同时,把能耗压了下去。

中国超算走出来的这条不用GPU的路,根子上不是被封锁逼出来的被动妥协,而是根据自身需求和技术底子主动换的赛道。

美国的制裁从头到尾都在它自己熟悉的那套技术路径上绕,它默认所有国家都得照着“通用CPU加GPU加速器”的混合框架走,所以管制重点全堆在GPU和高端CPU上。但中国超算产业从神威系列开始,就在搞众核CPU的片上融合,到了灵晟这一代,又进一步把矩阵加速和高带宽内存集成了进去。这么一来,就形成了一条跟主流路线完全不同的全CPU超智融合架构,直接跳出美国技术管制的瞄准圈。

从产业竞争的角度看,美国对华超算搞了十年封锁,到头来催生出了一条独立的技术路线。这也说明,没有哪个单一国家能靠技术垄断,永久锁死全球算力产业的发展路径。技术封锁,往往倒逼被封锁的一方搞出自己差异化的能力,最后把原有技术霸权的路径依赖给冲开。

可以说,这次中国超算夺下全球第一,直接提升了中国在全球超算领域的话语权。

二、采用中国独创技术,极大提升中国话语权

咱们刚才已经点到了,全球超算领域长期待在美国主导的单一路线底下。高端算力普遍用的是CPU加GPU的混合计算架构,从底层的硬件标准到上层的软件生态,都是美国企业在定规矩。绝大多数国家搞超算研发,只能在这个框架里做系统集成,碰不到底层技术自主权。灵晟超算的研发,就是跳出了这个技术路径依赖。它用的是一整套自己的独创技术,搭起了独立的超算技术体系,直接打破了“高端算力只能靠GPU混合架构”这个技术霸权,给了全球超算第二种可行的技术路线。

在网络这一层,超算的并行计算能力强不强,特别吃节点和节点之间的互连网络。互连网络能带多少端口,通信延迟有多低,扩展能力有多强,这几个指标基本就划定了超算性能的天花板。

在这之前,全球顶级超算普遍走的是美国主导的互连技术标准,大规模组网有明显的瓶颈,而且核心技术不对外开放。后来的国家要么只能买现成的商用方案,根本没机会根据自己需求往下做底层优化。灵晟搭载的是自主设计的灵启高速互连网络,能支持200万个端口、十万个节点的大规模组网,在节点规模和扩展能力上都跑到了全球最前面。

这套互连技术从协议标准到硬件实现全是自己研发的,不但能满足超大规模并行计算任务对低延迟通信的要求,像全球气候模拟、核物理数值仿真、天体物理演化模拟这些对并行度要求极高的场景,它都撑得住,更重要的是,这让中国拿住了超算互连网络的底层定义权,不用再被外部的互连技术标准卡着走。

到了存储这层,超算的应用场景同时有两个需求,一个是高性能实时计算,一个是海量数据存储。传统的超算存储系统,经常两头顾不全,要么为了高性能就牺牲了存储扩展性,要么为了大容量把读写效率往下拉,对多元化的超算应用场景根本适配不过来。灵晟用的是分层存储架构,清清楚楚把高性能作业区和容量型数据区分开。系统的整体存储容量能一直扩到E级。高性能作业区专门给实时计算任务做优化,能提供微秒级的延迟和大带宽的读写能力。容量型数据区,则面向大模型训练、全基因组测序、遥感卫星数据处理这些海量数据场景,给出低成本、高扩展性的存储支撑。这套分层架构,针对性地解决了超算存储性能和容量两头顾的问题,弄出了一套可以复制、可以扩展的超算存储方案。

到了系统软件层,超算硬件的实际性能能不能全跑出来,特别吃软件栈的适配和优化。过去全球超算的软件生态,全是围着美国的硬件架构转。别人的超算系统一上来就碰到硬件利用率低、应用适配成本高、优化工具少这类问题。

灵晟构建了一个大规模超智融合框架,搭配自研的全栈软件体系,把底层硬件驱动、资源调度系统、上层编程框架、应用优化工具所有环节都覆盖了。这样一来,底层硬件的能力就能以可用、可编程、可优化的方式,交到上层应用手里。不同领域的应用,都可以在这套软件栈上做针对性的适配和优化,把硬件性能吃干榨净。这套全栈软件体系独立在现有的全球主流超算软件生态之外,形成了完整的自主软件技术栈,既可以撑着国内各领域超算应用快速落地,也有往外输出、长成独立生态的潜力。

在节能这一头,功耗和散热一直是箍在超算规模扩张上的紧箍咒。E级超算单机柜的功耗不停往上走,传统风冷散热方案已经快摸到物理极限了,能效比提升陷在瓶颈里,高额的电力成本也让超算的铺开受到限制。

灵晟头一个搞出了百分之百全液冷散热计算机柜,实现了每瓦51GFlops的能效比,在保持世界顶级持续性能的前提下,把系统整体能耗往下砍了一大截。全液冷方案不光解决了高密度算力的散热难题,还压低了超算中心的制冷能耗和长期运行成本,给全球绿色计算立了一个新标杆。这套散热技术通用性很强,可以往各种人工智能数据中心和算力基础设施里头推,带动整个算力产业的能效升级。

直接说,灵晟超算给出了超算技术往前进的一个新方向。传统CPU加GPU架构,有数据搬运开销大、编程模型复杂、不同算力场景适配成本高等一堆问题。片上融合的全CPU架构,在超算和智能计算融合的场景下,延迟更低,资源利用率更高。图灵奖得主杰克·唐加拉评价,这个架构给超算通向科学智能领域提供了新的参考,这也印证了这条路线的开创性。

同时也要看到,这条路线在生态层面仍然有挑战:当前全球超算和AI应用的开发,大量建立在CUDA这类GPU编程框架上,国产CPU架构的软件适配和应用迁移,还得持续往里砸投入,通用商业场景的落地规模,也需要进一步打开。

更关键的是,灵晟超算做到了所有零部件全部国产化,覆盖了核心计算芯片、互连芯片、存储芯片,一直到机柜结构、散热模组这些硬件环节,不存在任何外部供应链上的依赖。这意味着,中国在E级超算技术领域做到了完全自主可控。超算的生产、部署、维护和技术更新,都可以自己独立完成,不惧任何外部技术封锁、出口管制或者供应链上的波动。此前,中国超算产业因为外部芯片禁运,出现过技术更新被卡住的情况。现在全链条国产化,把这个隐患从根上拔掉了。中国可以按照自己的科研和产业需求,自己定超算技术的升级节奏,持续更新,把技术优势长期攥在手里。

全零部件国产化的价值,不光是安全这一个层面,它还会拉动整个国内高端算力产业链跟着往上走。超算本身就是高端算力的集大成者,对上游的芯片设计、精密制造、新材料、高端散热这些产业,技术要求都拉得非常高。超算全链条国产化,等于给上游产业的技术投入和产品迭代加了一把力,让超算产业和高端制造业之间形成一个互相推动的正向循环。同时,完整的自主供应链,也让中国超算有了完全对外输出的能力,不用经过任何第三方的技术授权,就能给其他国家提供从硬件到软件的全套超算解决方案,直接下场参与全球超算市场的竞争,把美国在全球超算市场的长期垄断撕开一个口子。

从全球超算行业的格局来看,灵晟这套全独创技术加全链条国产化的组合,从根上提升了中国在超算领域的国际话语权。过去,全球超算的技术路线、标准制定、评价体系全是美国在主导,各国发展超算,说到底都是在跟美国的技术路径走,手里没有路线定义权。灵晟的出现说明,高端超算存在着完全不一样的技术实现路线,全球超算不再只有美国这一种方案。随着这套技术体系持续往下迭代,生态越来越完整,中国就能去参与甚至主导超算领域国际标准的制定,推着全球超算从单一技术霸权,走向多元技术竞争的局面,给全球算力技术发展,端出一套完整的中国方案。