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中国超级计算“渐入佳境”

超级计算,又称高性能计算,是通过并行计算提高运算速度,解决大规模科技计算和海量并发的数据处理问题。

建设网络强国、数字中国、智慧社会是党中央、国务院的重大战略部署,也是建设科技强国的重要内容。推进人工智能、大数据、物联网的发展,背后都需要强大的计算能力。超级计算作为科技创新的重要手段,已经成为国家科技水平和创新能力的重要标志。

8月22日,第十五届全国高性能计算学术年会在呼和浩特拉开帷幕。这场高性能计算领域规模最大的年度盛会,汇聚了高性能计算行业前沿学术思潮、学术动态、行业发展趋势、行业应用动态,为相关领域的专家学者提供交流合作、发布科研成果的平台。

超算产业在自主创新中崛起

近年来,中国超级计算产业迎来了飞速发展的阶段。

在国家重大科研专项持续性支持下,超级计算聚合了国内优秀的高性能计算资源和丰富的应用软件资源,通过资源共享面向众多领域的用户提供了高性能计算与数据处理服务,支持了国家各类科技计算和重要工程项目研究工作,初步形成了超级计算基础设施形态,有效支撑了网络强国、数字中国、智慧社会等重大战略部署。

我国超级计算的主要研发机构分别是国防科技大学计算机研究所、国家并行计算机工程技术中心、中科院计算技术研究所,此外还有联想、浪潮等企业。

国防科技大学计算机研究所是我国最早从事超级计算的研发机构,早在1983年就推出了我国第一台每秒运行1亿次以上的巨型计算机“银河1号”,也让中国成为继美国和日本之后又一个能够独立设计和制造巨型计算机的国家。还有两次问鼎世界超算冠军的天河一号、天河二号以及未来的天河三号。

国家并行计算机工程技术中心研制了“神威-太湖之光”以近三倍于第二名的运算速度登顶世界超级计算机排行榜。这是继“天河二号”“六连冠”之后,中国超级计算机再次登顶世界之巅。更为关键的是,“神威-太湖之光”实现了包括处理器在内的全部核心部件国产化。

还有中科院计算机技术研究所的曙光系列、联想集团的深腾系列深受广大用户的欢迎。可见,我国超级计算产业历经多年积累,银河、曙光、天河、神威等系列超级计算机迈上世界舞台,成为科技创新关键驱动力。

2018年6月,超级计算机组织在美国公布了全球超级计算机500强榜单。全球超算前五名分别为美国“Summit”、中国“神威·太湖之光”、美国“Sierra”、中国“天河二号”和日本“AI Bridging Cloud Infrastructure(ABCI)”。在排名前五的计算机制造商中,中国公司联想、浪潮和曙光分别位列第一、第三和第五名;美国公司惠普和克雷分列第二和第四名。

国家超算中心备受地方追捧

计算能力已经是衡量国家和地区核心竞争力的重要指标。各地发展数字经济都需要提升计算能力,尤其是人工智能等高端产业发展更需要超性能计算。

目前国家网格已经接入6个国家超级计算中心,包括无锡中心(神威-太湖之光)、天津中心(天河一号)、济南中心、深圳中心、长沙中心、广州中心(天河二号)。

天津、无锡等地开展超算产业园的探索,打造超算产业链,推动超算与优势产业的结合,形成更强的超算“产业能量”。

天津中心在超级计算机的产业化运营方面走在全国前列,依托泰达服务外包产业园,规划建筑面积150万平方米,建设天河科技园,着力打造创业创新平台以及科技成果转化基地。

无锡中心也正在加快推动超算技术的产业化步伐,以“神威·太湖之光”为“圆心”,探索建设“超算产业园”。无锡中心建设“神威社区”,集聚应用者、研究者共同营造提升自主体系下的超算应用生态。

在发现超算中心的产业聚集效益后,山东、河南、内蒙古加快启动超算产业规划建设工作。

2018年底,山东省科学院联合济南市人民政府启动“国家超级计算济南中心科技园”,计划建设成为全球算力领先的新一代超级计算机大科学装置,将高性能计算打造成像水电一样的基础科学公共产品,吸引一批产业龙头企业,孵化一批战略新兴企业,培育形成数千亿规模的产业链群。

2019年,科技部批复筹建国家超级计算郑州中心,成为全国第七家的国家超级计算中心,也是科技部出台认定管理办法后批复筹建的首家国家超级计算中心。该中心计划于2020年上半年建设完成,将配备技术先进、自主可控新一代超级计算机系统,力争计算能力排名进入国际同期前10名。

2018年来,内蒙古自治区科技厅与和林格尔新区共同发展超算中心,即内蒙古高性能计算公共服务平台,项目建成可以支持科学计算、人工智能、大数据处理等方面的计算需求,成为国际先进、国内领先的高性能计算公共服务平台,推动内蒙古的数据存储能力与计算能力同步发展。

呼和浩特作为“国家大数据综合示范区”核心区,数据高密度运算和人工智能显著提升,大数据应用全面拓展深化,大数据产业上下游生态链基本形成。

和林格尔新区针对大数据云计算产业制定了最优惠的产业政策,集聚了一批大数据和人工智能企业,对计算能力的需求越来越强烈,初步形成了超算平台项目的集聚效应,数据存储优势正在加快向数据高密度运算能力和人工智能运算能力转化。

和林格尔新区与华为、浪潮、曙光、同方、科大讯飞、旷视科技、航天云网、东方国信、并行科技共同签署了内蒙古高性能计算产业战略联盟合作协议,联合超算上下游企业推动科学计算和人工智能高性能计算产业的快速发展。此外,还与清华大学合作成立了“分布式数据处理系统联合研究中心”,为高性能计算平台建设提供技术和人才的保障。

超算产业潜力有待挖掘

我国作为超算产业的后起之秀,不仅在高端超算研发和建设上,而且在软件和应用生态上,都有着巨大潜力。

超级计算的传统应用领域是科学研究,如气象预测、石油勘探、CAE 仿真、新材料研究、新药发现、基因测序等。超算算力水平的提升对于我国基础科学研究、重点垂直行业应用和科学发现有着重大的意义,通过超高速的计算能力来大幅缩短科学研发进程,为我国在新一轮国际科技竞争中取得先机。

目前,超级计算应用领域已扩展至互联网、物联网、人工智能等领域,支撑着几乎所有的大型信息基础设施。清华大学教授郑纬民认为,人工智能应用有望成为超级计算主流应用之一。中国工程院院士陈左宁提出,现阶段高性能计算与人工智能融合问题的关键在于提升计算能力来支撑人工智能演进需求。

未来,超级计算将汇聚运算海量数据,成为城市的智慧大脑,优化城市管理和服务,改善市民生活质量。

中国计算机学会专家表示,超级计算不仅为科学研究服务,提高国家科技创新能力,还积极为产业发展服务,促进经济高质量发展。

我国超级计算在从计算性能拉动向应用需求拉动转变,需要加强各行业的互动,广泛培育各种应用场景,创造更多实际需求,更好发挥计算大脑的支撑作用。

我国超级计算的发展不仅要国家战略性投入支持,还要市场需求应用的拉动。可以说,中国超级计算产业正在探索技术创新与应用创新深度融合的新路。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20190903A0ECO100?refer=cp_1026
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