黃吉川觀點:超級電腦─台灣國家核心戰略產業的危機

2022-08-26 06:30

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矽品精密於超級電腦領域獲得更強大高速運算之重要成果。(資料照)

矽品精密於超級電腦領域獲得更強大高速運算之重要成果。(資料照)

我國最近剛成位數位部,表示政府已認知到各部會數位化管理的重要性。尤其各系統網路順暢及資安問題,應是國家安全的最核心課題。但就戰略產業的角度來看,卻有一潛在的危機為眾人所忽視。也就是承載這些數位內容的硬體系統,依其運算能力,依序可排成手機、平版電腦、個人電腦、叢集電腦(少數伺服器串接而成的電腦系統),以及最大計算量的超級電腦。台灣被認定為代工王國,所以這些硬體從晶片、個人電腦、伺服器、交換器、及網路設備,我國是全球最大的生產基地,尤其是台積電生產的先端晶片,已成世界各產業所急需之產品。

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但獨獨超級電腦之建置,我國在先進國家中,是敬陪末座。而這也是我們想要以研發設計為主,產業升級的最大挑戰。如圖(一)所示,全球超級電腦前500大的分佈圖,當中美國約佔25·6%,歐盟約佔23.6 %,而東亞以中日為主,共佔約45.6%。以個別國家而言,若以總計算量而言,美國第一,中國第二,而日本排名第三,此排名正類似各國的GDP排名。某方面這也是各國在國防、高科技產業(如太空科技、生醫藥物研發、戰機潛艦、人工智慧、量子科技)最重要利器之源頭。

圖(一)超級電腦全球分布(作者提供)
圖(一)超級電腦全球分布(作者提供)

中國是在2010~2017年中有六次,拼拼湊湊建置全球計算力第一的超級電腦。由此自2016年起,美國就禁止超級電腦的相關技術進入中國。這可算是美中科技戰的第一聲槍響,之後中興與華為事件就如火如茶的大打出手。到如今中國的超級電腦的系統商就有四家,即聯想、曙光、浪潮、及華為,以超級電腦的建置部數而言,中國已排名第一。而美國則是三大家,即恵甫(HP,併入克雷)、戴爾(DELL)及lBM,美國是直到最近兩三年,才建置出全球計算力第一的超級電腦。日本則是以富士通公司為主,約每五年,日本政府就會撥幾千億日圓給富士通,建置全球計算量第一的超級電腦,同時要求日本理化研究所負責相關的軟體開發。眼前世界各強國,都以建置1E超級電腦(約1000萬台個人電腦的計算量)的目標在競爭。

台灣的超級電腦,主要以1993年成立的國家網路與超級電腦中心來負責建置。若是以前500大超級電腦為標準而言,我國是偶而有排入,但大部分的時間我們都在排名之外。最近建置的台灣杉一、二、及三號而言,目前只剩二、三號在排名內。以世界各大經濟體而言,我國約排在約20名左右。

進一步如圖(二)所示,上面那條斜綫綫是全球排名第一,歴年的計算量,而下一條斜綫則是第500名的計算量。若依計算量的大小向後推估,則縱使加上日後台灣杉四號(其計算量預估在4P左右),我國超級電腦,可能在兩三年後,全落在500名之後。

圖(二)Projected Performance Development
圖(二)Projected Performance Development(作者提供)

以現今的科技產業發展而言,若無法用超級電腦計算出的成果,其所耗費的實驗成本必須增加數十倍以上。當年美蘇對抗,蘇聯之所以落敗,幾乎可以説就是其超級電腦的佈建遠遠落後於美國所致。而今日美中爭霸,從其各自超級電腦的數量就可看出倪端,所以美國對中國禁運高科技知識,就從超級電腦項目開始。若我國想要進一步走向以研發設計為主的事業,政府就必須增加對國網中心預算支援,並在數位部成立的過程中加入超級電腦的建制,並鼓勵科技大廠使用超級電腦。也就是要建立數位化國家,必先建置制數位化的大腦,而那就是超腦電腦。如前面所言,這也是我國研發設計無法向上提昇的最關鍵門檻。

*作者為成大講座教授

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