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“中国超算”一鸣惊人的背后  

2017-07-03 14:17:43|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 《工人日报》(2017年06月30日 06版)

  本报记者 孙喜保

  板凳要坐10年冷,但是中国超级计算机(超算)却坐了近30年的冷板凳,最终才一鸣惊人,夺得三连冠。

  “这背后是中国超算人近30年的坚持奋斗,绝对不是一夜之间的成绩。”荣登冠军榜尽管已经过去一周多时间了,谈起“中国超算”“神威—太湖之光”,中国科学院计算所研究员、并行计算专家、中国超算济南中心主任张云泉还是激动不已。

  北京时间6月19日,位于中国超级计算机无锡中心的“神威—太湖之光”在德国法兰克福举行的超级计算机大会上,第三次获得全球超算TOP500(500强)榜单冠军。

  尤其值得一提的是,此次夺冠的“神威—太湖之光”超级计算机,在硬件和软件方面完全实现了国产化和自主化,不会再被别人卡住脖子。

  短时间内的跨越

  算上“神威—太湖之光”这一次夺冠,中国的超级计算机在不到7年的时间里已经9次夺冠。如此高密度登顶,让人觉得中国超算似乎一夜之间就登上了世界之巅。但专家称,中国的超算追赶美国等欧美国家,已经有30年之久。

  实际上,中国发展超级计算机的历史还要追溯到上世纪50年代末。其中第一代电子管通用计算机在1958年就研制成功,拉开了我国研制大型计算机的序幕。

  虽然在技术水平上一直与发达国家差距较大,但除了文革期间的延缓,中国一直没有放弃在这个领域的努力,在每一代超级计算机中都有代表产品问世。尤其在上世纪80年代以后,中国的银河系列、曙光系列超级计算机都取得了很大突破,为我国高性能计算机发展奠定了基础。

  值得一提的是,上世纪80年代末,我国加大了对超级计算机的研发和支持力度,尤其在90年代初,超算被列入国家863计划。再之后,我国超级计算机被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,计划到2020年达到千万亿次计算能力。

  在国家一系列政策支持下,自2005年起,超算进入快速发展阶段,而且目标实现比规划要快的多:早在2010年就实现了千万亿次计算能力的目标,如今已经超过了10亿亿次的计算能力。

  在张云泉看来,中国超算研发取得如此成就有多方面原因,其中国家的部署及投入支持起到决定性作用。

  据了解,自我国超算被纳入863计划以来,每年科技部都有大量的专项科研资金持续投入其中。加上采取多家单位分别研制的路线,互相之间既竞争又合作,这一灵活机制促进了超算研发的快速推进。

  压力之下的坚持

  我国超算快速发展并非一帆风顺,在各个阶段都有不同的压力。

  超级计算机,被称为国之重器,属于战略高技术领域,是世界各国竞相角逐的科技制高点,也是一个国家科技实力的重要标志之一。各个国家都非常重视,尤其是美国,起步早、起点高,在中国致力于发展超算之时,已经遥遥领先。

  “一开始,我们与国外的技术差距很大,可以说有天壤之别,连人家的尾巴都看不到。”张云泉如此感慨。但是,经过我国科研人员的不懈努力,最终赶上并在某些方面实现了赶超。

  自列入国家863科技发展计划,在20多年的研发过程中,由于需要国家投入大量的人力财力,消耗大量电力,其发展结果也引起许多人担心。压力面前,国家非但没有产生动摇,反而加大了投入力度,这成为超算取得优异成绩的保障。

  “现在看来,国家的这一坚持是正确的。我们集中力量办大事,实现了弯道超车。”张云泉说。

  由于超算此前一直属于冷门行业,需要科研人员具有很强的奉献精神,人才的匮乏是一个突出问题。

  据了解,此次再次夺冠的“神威—太湖之光”,就是由国家并行计算机工程中心的研究人员,历经多年研制成功。由于保密等各种原因,这些科学家很少抛头露面,他们大多只能在幕后默默付出。

  理性看待好成绩

  虽然连续夺冠,但我国超算领域的专家很清楚,总体上看,我国距超算强国还有一段路要走,其中,应用的不足是专家眼中的短板之一。

  实际上,随着人工智能、大数据的快速发展,超算在全世界的应用越来越广泛,小到电影特效的渲染,大到国防安全,几乎已经渗透到高科技领域的方方面面,中国需要更多适用市场的超算能力。

  “这与中国超算的发展路径有关。国外是以应用推动机器研发,我国则先研发机器再推广应用。”张云泉告诉记者,在此情况下,中国超级计算机的计算能力在一开始往往得不到有效发挥,“空有一身速度”。

  然而,这次夺冠的“神威—太湖之光”与之前其它超级计算机有所不同,从一开始研发就非常注重机器的应用,并且在今年夺冠的同时,还有两项应用入围国际高性能计算应用领域最高奖——“戈登贝尔奖”。

  在一些专家看来,这一成绩也非常重要,毕竟超级计算机研制成功的最终目的还是应用。

  “一方面是我国大型超级计算机功能利用率低,另一方面是大量小型超级计算机的供应严重不足,中国超算的商业化应用之路还很长。”张云泉说。

  不过值得一提的是,搭载国产众核处理器的小型化工作站“神威小型机”已研制成功。与“神威—太湖之光”超级计算机相比,“神威小型机”在处理器、内存、硬盘等架构的配置上更加灵活,可以根据普通用户应用的需求定制,提供更加完备的解决方案。

  中国的超算还将在运算速度方面“称霸”多久?张云泉向记者透露:2018年,美国将开始推出其全新研制的“北极光”超算,或将重新夺回冠军宝座。但他对此并不担心,因为中国的运算速度超过百亿亿次的E级超算也已经开始研发,届时,还可能再次夺回桂冠。
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