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中国的超级计算机能再次领先世界吗 专家讲这些话很触动人的心灵

高性能计算的英文全称High Performance Computing、简称HPC,是指计算机借助并行处理和互联技术、把多个计算节点连接起来,进而高效、可靠、快速地运行高级应用程序的过程,而这样的计算机也被人们称作超级计算机。 ...
admin
2018-6-19 02:36
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高性能计算的英文全称High Performance Computing、简称HPC,是指计算机借助并行处理和互联技术、把多个计算节点连接起来,进而高效、可靠、快速地运行高级应用程序的过程,而这样的计算机也被人们称作超级计算机。超级计算机的性能,远高于人们日常所见所用的台式机、笔记本、工作站,等等。人们利用超级计算机,可以解决复杂的科学、工程、商业等问题。而人们在研发超级计算机的过程中,还必然会催生一系列的高端技术,推动下游的产业发展。中国、美国、日本和欧盟等国家(区域性组织)多年来均投入了大量的资金和人才研发超级计算机。

中国在与各国围绕超级计算机展开竞争的同时,为了能抢占先机,业已将百亿亿次(E级)超级计算机及其技术的研制写进了"十三五"规划,以期在2020年前后达成该项宏伟的计划。实际上,自2016年起国家便启动了"十三五"规划中的高性能计算专题,并让国防科技大学、中科曙光和江南计算技术研究所同时开展E级超级计算原型系统的研制,拟通过赛马机制推动国产自主E级超算系统发展,使本国的超级计算机今后能在全球继续保持领先的位置。

一周多前,各大媒体争相报道,美国能源部下属橡树岭国家实验室于本月8日正式宣布,他们已研发出名为"顶点(summit)"的超级计算机,该超级计算机的浮点运算速度峰值可达每秒20亿亿次,大约是"神威·太湖之光"超级计算机的2倍。自此,中国在全球超算领域第一的位置,暂时性地被美国取代。

清华大学教授、国家超算无锡中心主任杨广文近期面对科技日报的记者时直言,中国近些年在研发超级计算机的过程中取得了许多非常好、甚至不俗的成绩,给美国以很大的触动。美国当然不甘落后于中国,并加大投入以研发新一代的超级计算机。杨广文还向记者进一步指出:"高性能计算对于国家安全、经济竞争力和应对科学挑战的能力来说至关重要,若算力不足,很难维持科技发展的持续领先。"而业内有人士分析,美国本身有着强大的科学和技术作基础,而今还已加大了对超级计算机进行研发的力度。所以,未来中国要重新回到全球超算第一的位置,所面临的难度会比过去要大。

杨广文对记者说道:"E级超算指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机。该超级计算机比'神威·太湖之光'快8倍,主要满足全球气候变化模拟、天体物理大数据的处理、模拟宇宙的演化、新型材料验证等重大计算需求。因此,发达国家都在抢占发展先机。"另外,杨广文向记者表示,中国的E级超级计算机在未来很有希望再一次领先于全球,"神威·太湖之光"只能代表中国2015年时研发超级计算机的水平。

先前,在江苏卫视的一档电视节目中,清华大学副教授、国家超算无锡中心副主任付昊桓在现场与主持人赵丹军展开了对话,彼此间谈到了关于"神威·太湖之光"的话题。付昊桓当众讲出的一些话,可让国人们亲身感受到中国在研制超级计算机的过程中,既相当不容易,也非常了不起。以下是两人在节目现场的对话原文(部分)。

问:说到计算机,其实我们每天每个人都在用啊。超级计算机和我们每天用的计算机有什么不同?

答:它的这个运行的原理,其实和咱们每天刷微信的手机、刷剧的iPad,它的功能和原理都是类似的,只是说它的计算力很超级。大家现在都有智能手机,其实我们现在像这样一个智能手机,它的计算力可能就相当于,大概20年前我们全世界最快的超级计算机,它的一个计算力。

问:那现在超级计算机的计算能力有多少呢?

答:这个我们可以拿,我自己非常喜欢的一位科幻作家叫刘慈欣,他的一个非常有名的作品《三体》。它里面提到的2008年左右,写的说全世界最快的超级计算机500万亿次每秒。现在的超级计算机,就比如说我们无锡中心的这一台"神威·太湖之光",它的计算能力大概每秒12.5亿亿次。就算是拿它实际能发挥出来的这个性能、每秒9.3亿亿次来算,我们也比刘慈欣先生、他幻想的这个速度还要再快186倍。

问:那其实我理解,超级计算机就是速度非常非常之快,对吧?可以这么简单理解?

答:对。

问:那这么快到底有什么用?到底要什么用?

答:它要解决的也是一些超级的问题。比如说咱们中国气象局,咱们有天生的风云卫星,还有地面所有的这些气象站,时刻监测各方面的气象数据。那么基于这些数据,再通过我们的超级计算机,去模拟1分钟以后、1个小时以后、1天以后、甚至100年以后,这有有的是做天气的预测和预报,还有气候的一些模拟和研究。

问:除了你刚才说的生活当中算天气,还能算什么?

答:比如说科学家要去探索宇宙的起源,黑洞是怎么样形成的,或者是天宫一号的返回路径、怎么样返回,像咱们蛟龙号、最近大家比较关心的国产大飞机C919。这些高精尖的设备,很多的场景我们没有办法去做实验。这个时候我们同样可以用超级计算机来模拟各种各样不同情况下、它的一个工作状态,来帮助它去完成最终的设计

问:之前我们国家在这个领域、相对来说还是比较落后的,我们是被拒在那个玻璃房子之外的?

答:这个北师大的王兰宁老师,他原来是气象局的,他给我们讲过很多。我在教科书里面看到的、所有的这些古典的超级计算机,他都使用过。气象预报必须要用这个东西,所以当时没有办法,就要从美国去购买。只有它有,所以它卖你多少钱,你就得出多少钱。然后买来之后呢,确实像刚才说的,它是一个玻璃房子。为什么要有一个玻璃房子呢?它有一个专门的管理员会去监视你在上面到底运行什么任务。那么他意思就是卖给你,你就只能做天气预报,不能再把它用在其他的用途上面。

问:这个状况对于当时的科研工作者来说,某种程度上是一种耻辱?

答:对,特别对做高性能计算的研究者来说。

问:你的老师跟你说起这件事的时候,他们是一种什么样的心境?

答:当然是在我们最近几年说的嘛,说了以后都是一种,你看当年那样是吧,现在这样那样,很棒。

问:包括还说到在2015年的时候,曾有一个美国芯片禁运,那也是对我们的一种封锁?

答:是的。我想确实可能它在超算方面感受到了一定的威胁。奥巴马在有一次接受采访的时候就说到了,中国有两样东西,美国没有做得那么好,一样就是咱们的超算,再一个就是咱们的高铁。

问:那这种封锁对我们有影响吗?当时在2015年的时候。

答:因为"十二五"期间,是规划了两台10亿亿次规模的超级计算机,一台是"天河二号",一台是"神威·太湖之光"。那"天河二号"是先完成了第一期的建设,但是在准备升级的时候,他突然告诉你对不起,后面不能卖给你了。那么这个项目呢也是稍微拖了一段时间才完成。好在我们还规划了"神威·太湖之光"这台机器,那么"神威"这个系列其实一直沿着自主、国产的这个路径来做的。正好2015年你禁运,我2016年我们全国产的机器就拿到世界第一。当时我们高性能计算项目一个主要的专家、北航的钱德沛老师他也提到,这个是对美国人的一个非常有力的回击。


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