廣州超算中心與英國(guó)哈璀超算中心合作
將為廣州、廣東經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)大的引擎
2014年5月27日，在廣州市市長(zhǎng)陳建華，英國(guó)商務(wù)、創(chuàng)新與技能國(guó)務(wù)大臣文斯·凱布爾博士的共同見(jiàn)證下，國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心（以下簡(jiǎn)稱廣州超算中心）與英國(guó)哈璀超級(jí)計(jì)算中心（以下簡(jiǎn)稱哈璀超算中心）簽署《戰(zhàn)略合作備忘錄》。此舉標(biāo)志著廣州超算中心在國(guó)際化戰(zhàn)略合作方面邁出重要一步，將為廣州、廣東乃至中國(guó)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供強(qiáng)大的引擎。
簽署《戰(zhàn)略合作備忘錄》后,國(guó)防科大研究員、國(guó)家超級(jí)計(jì)算機(jī)中心常務(wù)副主任盧澤新在接受記者采訪時(shí)表示，廣州超算中心是廣州市“科技一號(hào)工程”，這里有全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河二號(hào)”，通過(guò)這次國(guó)際化戰(zhàn)略合作“天河二號(hào)”將邁入應(yīng)用的“快車道”，為廣東產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供大數(shù)據(jù)支撐，成為提供高性能計(jì)算、高吞吐信息服務(wù)和海量數(shù)據(jù)處理能力的世界一流的超級(jí)計(jì)算中心，支撐廣東省產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推動(dòng)廣州科技創(chuàng)新。
南方日?qǐng)?bào)記者 劉茜 通訊員 劉時(shí)良
全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河二號(hào)”
“如果把普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比做成人走路，那么超級(jí)計(jì)算機(jī)就達(dá)到了火箭的速度。在極高的運(yùn)算速度下，人們可以通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)預(yù)測(cè)和解釋以前無(wú)法實(shí)驗(yàn)的自然現(xiàn)象。就拿天河二號(hào)來(lái)說(shuō)，13億人用計(jì)算器算1000年才能達(dá)到天河二號(hào)1小時(shí)的計(jì)算量。”盧澤新說(shuō)。
據(jù)了解，國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心于2013年11月由國(guó)家科技部正式授牌，總投資超過(guò)25億元人民幣，是國(guó)家“十二五”“863計(jì)劃”重大科技項(xiàng)目，由廣東省政府、廣州市政府、國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)四方共同建設(shè)。
“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是國(guó)家863計(jì)劃和核高基重大專項(xiàng)的標(biāo)志性成果，是新一代銀河高性能計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)突破的成功應(yīng)用，一期系統(tǒng)峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次、持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次、能效比每瓦特19億次，雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算，位列2013年6月、11月世界TOP500排行榜第一，綜合技術(shù)水平處于國(guó)際領(lǐng)先地位，是我國(guó)超級(jí)計(jì)算技術(shù)發(fā)展取得的重大進(jìn)展， 2015年底將提供每秒11億億次高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
2013年下半年，“天河二號(hào)”一期系統(tǒng)安裝交付位于中山大學(xué)東校區(qū)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心。記者看到，“天河二號(hào)”占地約800平方米，由170個(gè)機(jī)柜組成。
盧澤新告訴記者：“天河二號(hào)是當(dāng)今世界上運(yùn)算速度最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)，綜合技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。它有五大特點(diǎn)：一是高性能，峰值速度和持續(xù)速度都創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。二是低能耗，能效比為每瓦特19億次，達(dá)到了世界先進(jìn)水平。三是應(yīng)用廣，主打科學(xué)工程計(jì)算，兼顧了云計(jì)算。四是易使用，創(chuàng)新發(fā)展了異構(gòu)融合體系結(jié)構(gòu)，提高了軟件兼容性和易編程性。五是性價(jià)比高”。
“如果把普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比做成人走路，那么超級(jí)計(jì)算機(jī)就達(dá)到了火箭的速度。在極高的運(yùn)算速度下，人們可以通過(guò)數(shù)值模擬來(lái)預(yù)測(cè)和解釋以前無(wú)法實(shí)驗(yàn)的自然現(xiàn)象。就拿天河二號(hào)來(lái)說(shuō)，13億人用計(jì)算器算1000年才能達(dá)到天河二號(hào)1小時(shí)的計(jì)算量。”盧澤新說(shuō)。
據(jù)介紹，在信息爆炸和科學(xué)不斷進(jìn)步的時(shí)代里，要推動(dòng)一個(gè)領(lǐng)域繼續(xù)向前發(fā)展，超級(jí)計(jì)算機(jī)的存在必不可少。如今，超級(jí)計(jì)算機(jī)也成為衡量一國(guó)科技實(shí)力的標(biāo)志，在諸如天氣預(yù)報(bào)、基因工程、核工業(yè)、軍事、天體物理模擬、航空航天等高科技領(lǐng)域大展身手。
在產(chǎn)業(yè)升級(jí)方面，天河二號(hào)可應(yīng)用于汽車、船舶、機(jī)械制造、電子產(chǎn)品等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)轉(zhuǎn)型，形成“創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、制造”的完整產(chǎn)業(yè)鏈；可應(yīng)用于節(jié)能、環(huán)保、生物制藥、新材料、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的倍增器；還可直接帶動(dòng)微電子、光通信、軟件研發(fā)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是引領(lǐng)高端信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的輻射源。
超級(jí)計(jì)算機(jī)開始滲入廣州產(chǎn)業(yè)
“智慧城市的建設(shè)也可以用到‘超算’。現(xiàn)在廣州有20萬(wàn)個(gè)攝像頭，目前處于有事才找視頻的狀態(tài)，如果對(duì)這些信息進(jìn)行管理、控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后再加以利用，對(duì)城市建設(shè)將產(chǎn)生很大幫助。”
盡管如此，由于早期的超級(jí)計(jì)算機(jī)大量應(yīng)用于國(guó)家級(jí)的科研項(xiàng)目，讓公眾對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)還十分陌生，造成一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)跟自己的生活關(guān)系不大的印象。但實(shí)際上，隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，它所延伸的領(lǐng)域大多已與民生息息相關(guān)。數(shù)據(jù)顯示，“天河一號(hào)”為汽車裝備、石油物探、動(dòng)漫渲染、生物醫(yī)藥等相關(guān)企業(yè)帶來(lái)上億元效益，輻射區(qū)域和行業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模近百億元。
“天河二號(hào)”作為廣州超算中心的主機(jī)，在計(jì)算規(guī)模、計(jì)算精細(xì)度和計(jì)算效率等方面已大大超過(guò)“天河一號(hào)”，它的運(yùn)用已滲入廣州產(chǎn)業(yè)。
盧澤新介紹，計(jì)算效率尤其顯著，以500人規(guī)模的全基因組信息關(guān)聯(lián)性分析為例，華大基因利用自有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需1年時(shí)間，利用“天河二號(hào)”只需3個(gè)小時(shí)。
以汽車設(shè)計(jì)為例，在超級(jí)計(jì)算機(jī)的幫助下，原來(lái)需要兩至三年的新車型設(shè)計(jì)，可縮短到5個(gè)月完成，并可模擬實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)、防撞性能測(cè)試。
“天河二號(hào)”先導(dǎo)系統(tǒng)運(yùn)行以來(lái)，已經(jīng)在生物醫(yī)藥、汽車設(shè)計(jì)與碰撞、動(dòng)漫、氣象研究等領(lǐng)域開展應(yīng)用，共吸引200多個(gè)客戶，最新資源運(yùn)用率達(dá)到80%。目前，“天河二號(hào)”已應(yīng)用于生物醫(yī)藥、新材料、工程設(shè)計(jì)與仿真分析、天氣預(yù)報(bào)、氣候模擬與海洋環(huán)境研究、數(shù)字媒體和動(dòng)漫設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域，開始為多家用戶單位提供超級(jí)計(jì)算服務(wù)。
據(jù)了解，隨著超級(jí)計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，它所延伸的領(lǐng)域大多已與民生息息相關(guān)，例如與人們生活密切相關(guān)的天氣預(yù)報(bào)和氣候模擬、地震預(yù)報(bào)、三維地圖以及大數(shù)據(jù)等應(yīng)用。“智慧城市的建設(shè)也可以用到‘超算’。現(xiàn)在廣州有20萬(wàn)個(gè)攝像頭，目前處于有事才找視頻的狀態(tài)，如果對(duì)這些信息進(jìn)行管理、控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后再加以利用，對(duì)城市建設(shè)將產(chǎn)生很大幫助。”盧澤新表示。
將與英國(guó)在“大數(shù)據(jù)”領(lǐng)域進(jìn)行合作
超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)“大數(shù)據(jù)”軟件在智慧城市、個(gè)性化醫(yī)療、天體物理等方面也有著廣泛的應(yīng)用前景。據(jù)了解，目前整個(gè)珠三角以及港澳地區(qū)，均有大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。以廣州地區(qū)為例，共有規(guī)模以上醫(yī)藥企業(yè)76家，產(chǎn)值近120億元，均擁有極高的藥理試驗(yàn)性數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。
相比超級(jí)計(jì)算機(jī)硬件的快速發(fā)展，目前全世界更看重超算應(yīng)用領(lǐng)域的研究。
盧澤新認(rèn)為，“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)的建造服務(wù)于公共事業(yè)，在硬件速度上已經(jīng)是全球第一，但目前我們的短板主要體現(xiàn)在軟件和應(yīng)用方面。據(jù)了解，我國(guó)在超算應(yīng)用領(lǐng)域還十分薄弱，九成以上的超算軟件都依賴國(guó)外進(jìn)口。這也導(dǎo)致我國(guó)雖然擁有性能很強(qiáng)的大型超算系統(tǒng)，卻缺乏相匹配的大規(guī)模并行軟件，很多大型超級(jí)計(jì)算機(jī)不得不拆分成小規(guī)模的集群來(lái)跑應(yīng)用，大系統(tǒng)并沒(méi)有發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值，“這實(shí)在是一種很大的浪費(fèi)”。
在談到為何與英國(guó)方面進(jìn)行合作，盧澤新表示，哈璀超算中心（The Hartree Centre）隸屬于英國(guó)科技設(shè)施委員會(huì)，在軟件開發(fā)領(lǐng)域處于世界先進(jìn)水平，致力于拓寬和深化高性能計(jì)算用戶群對(duì)軟件的使用和“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用開發(fā)，從而創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
“即將到來(lái)的大數(shù)據(jù)時(shí)代，更是對(duì)人類的數(shù)據(jù)駕馭能力提出了全新的挑戰(zhàn)，運(yùn)用超級(jí)計(jì)算機(jī)解決大數(shù)據(jù)時(shí)代的重大問(wèn)題迫在眉睫。與英國(guó)強(qiáng)強(qiáng)合作意味著全球最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)邁入應(yīng)用‘快車道’。”
盧澤新說(shuō)：“比如，石油勘探，我們看不見(jiàn)油，最直接的方式就是打孔，但打孔成本太高，要靠人工地震波進(jìn)行探測(cè)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。這種計(jì)算，不管是硬件還是軟件，負(fù)荷都是非常龐大的。借助超級(jí)計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，運(yùn)用人工地震波探測(cè)，龐大的石油勘探地震數(shù)據(jù)計(jì)算才成為可能。”
除了石油勘探，超級(jí)計(jì)算機(jī)開發(fā)“大數(shù)據(jù)”軟件在智慧城市、個(gè)性化醫(yī)療、天體物理等方面也有著廣泛的應(yīng)用前景。據(jù)了解，目前整個(gè)珠三角以及港澳地區(qū)，均有大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。以廣州地區(qū)為例，共有規(guī)模以上醫(yī)藥企業(yè)76家，產(chǎn)值近120億元，均擁有極高的藥理試驗(yàn)性數(shù)據(jù)運(yùn)算需求。而廣州在“天河二號(hào)”的開發(fā)過(guò)程中，還將在番禺南沙等地，建立超算分中心，利用光纖與位于大學(xué)城的主中心連接，更貼近的滿足企業(yè)實(shí)時(shí)運(yùn)算需求。
除了與英國(guó)合作之外，廣州超算中心還與廣州工研院、廣汽研究院等機(jī)構(gòu)、企業(yè)聯(lián)合開展應(yīng)用軟件研發(fā)。“天河二號(hào)的資源是完全向社會(huì)開放的，包括中小微企業(yè)等用戶，如果確實(shí)有超算的需要，未來(lái)都可在國(guó)家超算廣州中心的網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行申請(qǐng)，提交課題。”盧澤新還表示。