超强大脑转起来!如何让中国超算中看又中用?

发布时间:2019-11-08

原标题:“超强大脑”运转起来

  每秒钟运算十亿亿次、百亿亿次的超级计算机,正在为人们生产生活服务

  “超强大脑”运转起来

  日前,第六届世界互联网大会上发布的《中国互联网发展报告2019》显示,我国网络信息技术自主创新能力不断增强,新一代百亿亿次(E级)超级计算机的原型机型研制完成。国家“十三五”高性能计算专项课题3个E级超算的原型机系统——神威E级原型机、“天河三号”E级原型机和曙光E级原型机系统也已全部完成交付。

超强大脑转起来!如何让中国超算中看又中用?

  日前,在纪念中国超级计算事业发展四十年暨国家超级计算天津中心成立十周年活动上,展示了“天河三号”百亿亿次原型机。毛振华 摄

  超算,即超级计算或高性能计算,是计算机界“皇冠上的明珠”,也被视为科技突破的“发动机”。随着应用的不断开发与完善,超算服务着科学研究、产业发展的方方面面,成为解决人类难题的“超强大脑”。

  超算在最尖端科研领域、最前沿产业领域取得一系列创新成果

  “编号为台风胚胎96W的热带云团未来将缓慢向巴士海峡以东洋面靠近,强度将略有加强,而台风胚胎97W则可能在大洋深处向着西北方向移动……”10月16日,卫星云图上,一片片热带云团正在西太平洋上活跃,超级计算机早已对台风胚胎有所觉察,并在集合预报中对它们的动向给出了判断。

  “气象领域计算机系统的建设与应用,提高了天气气候预报时效和为国家服务的水平。”中国工程院院士李泽椿说,上世纪80年代,我国建立首个中期(十天)数值天气预报业务系统,计算能力当时就成为能否实行业务数值预报的关键,只有能力足够大的计算机才能把业务方案中复杂的物理过程计算好,才能在规定的时段内计算出预报结果。

  从1983年我国第一台每秒钟运算一亿次以上的“银河一号”巨型计算机的研制成功,到曙光系列、天河系列、神威系列的相继问世,我国成为世界上第三个具备研制高端计算机系统能力的国家。超级计算机成为高端信息技术又一新的制高点,对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义。

  “超算技术不仅仅要放在实验室里面做理论研究,更重要的是与行业应用、客户需求相结合,为经济社会发展带来价值。”联想集团高级副总裁童夫尧说。

  完成500人规模的全基因组信息关联性分析,利用原有计算机需1年,利用“天河二号”只需3个小时;研制一架大飞机,过去需耗费2年时间做全机风动试验,利用超级计算机模拟仿真,6天就能完成;国家超级计算长沙中心的人工智能筛查机器人,3至5分钟就能精确“问诊”骨质疏松症,准确率超过90%……

  目前,我国先后在天津、长沙、广州等地建成6家国家级超算中心,在最尖端的科研领域——如大气变化模拟、生命科学、天体物理的研究中,以及在最前沿的产业领域——如石油开采、新药研发、工业仿真计算等课题中,取得了一系列创新成果。“天河一号”超级计算机已应用10年,是世界上连续稳定运行时间最长的超级计算机之一,它每天服务8000多个科研计算任务,累计支持国家科技重大专项和研发计划超过1600项。新一代百亿亿次超级计算机“天河三号”原型机自2018年7月开放应用以来,目前已为30余家合作单位完成了大规模并行应用测试。

  “十三五”国家重点研发专项“高性能计算”总体专家组组长钱德沛认为,超级计算机的发展根本动力来自于需求。要研发一批关键的应用软件,建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能服务环境,促进我国计算服务业发展。

  大数据时代,“融合计算”成为超算应用的关键词

  随着大数据、云计算和人工智能等新兴技术的蓬勃发展,“融合计算”成为超级计算应用的关键词。

  “进入大数据时代,对计算能力提出了非常高的要求。”中国石油东方地球物理研究院数据中心总工程师赖能和介绍说,石油勘探是超算应用的主要领域之一,超算堪称“找油”利器。地球物理勘探技术相当于给地表“做CT”,产生的数据量可达到千万亿字节(PB)级别。为了提升勘探精度,必须使用超算技术来处理海量的数据。

  “超算与物理勘探技术实现了相互促进。如果没有超级计算技术的话,物理勘探的很多算法无法实现,更谈不上高精度勘探、高精度成像。”赖能和说。