資料圖:中國(guó)研發(fā)的世界最快計(jì)算機(jī)“天河二號(hào)”。
在近日于德國(guó)萊比錫舉行的2013國(guó)際超級(jí)計(jì)算大會(huì)上,中國(guó)天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)展示了計(jì)算模塊樣品,參觀者絡(luò)繹不絕,不時(shí)有專業(yè)人士對(duì)計(jì)算模塊樣品近距離拍照。
“天河二號(hào)成了本次會(huì)展的明星”,天河二號(hào)副總設(shè)計(jì)師、國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長(zhǎng)盧凱教授在展臺(tái)告訴本報(bào)記者,“前來洽談科研、應(yīng)用和商業(yè)合作的業(yè)內(nèi)人士非常多,品牌效應(yīng)非常明顯。”
“對(duì)于天河二號(hào)在世界奪冠,業(yè)內(nèi)反響既驚訝又平靜。”盧凱說,驚訝是因?yàn)樘旌佣?hào)的研發(fā)速度和性能,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了業(yè)界預(yù)計(jì);平靜則是因?yàn)?中國(guó)在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力,已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可。“大家不再懷疑中國(guó)是否能做出這么先進(jìn)的機(jī)器,而是對(duì)天河二號(hào)的技術(shù)突破以及如何進(jìn)行后續(xù)的研發(fā)合作和應(yīng)用開發(fā)非常感興趣。”
用老方法設(shè)計(jì)一款新車型,從樣品到投入生產(chǎn),大概需要依次建造80個(gè)模型;如果用高性能計(jì)算機(jī),通過修改幾個(gè)參數(shù),就可以完成所有撞擊測(cè)試
“如果說機(jī)床是制造機(jī)械的機(jī)械,那么超級(jí)計(jì)算機(jī)就是實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)室,”盧凱向記者解釋天河二號(hào)對(duì)于科技創(chuàng)新的重要性。“它代表中國(guó)從簡(jiǎn)單制造、高端制造到產(chǎn)品自主創(chuàng)新這一從產(chǎn)業(yè)鏈低端向上游攀登的發(fā)展趨勢(shì)。”
上海超算中心副主任王普勇教授對(duì)記者說,超級(jí)計(jì)算機(jī)不僅代表了最高科技,同時(shí)也是中國(guó)進(jìn)行基礎(chǔ)學(xué)科研究、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新、走創(chuàng)新型道路的重要“實(shí)驗(yàn)室”,其帶來的長(zhǎng)遠(yuǎn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益不可估量。
應(yīng)用超級(jí)計(jì)算機(jī)的基本原理是通過建立虛擬模型,對(duì)原本需要進(jìn)行物理世界實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論、數(shù)據(jù)和產(chǎn)品進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。在現(xiàn)代的物理、化學(xué)、生物等產(chǎn)生諾貝爾獎(jiǎng)的基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域,做研究均離不開用高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。
超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用還與普通人日常生活息息相關(guān)。人們使用的手機(jī)、電腦等都可通過超級(jí)計(jì)算機(jī)的模擬進(jìn)行優(yōu)化和改良。“最明顯的一個(gè)例子是汽車模型設(shè)計(jì),”王普勇介紹說,用傳統(tǒng)的方法,設(shè)計(jì)一款新車型,從樣品到投入生產(chǎn),大概需要依次建造80個(gè)模型。如果用高性能計(jì)算機(jī)來設(shè)計(jì),在建立模型之后,通過修改幾個(gè)參數(shù),就可以完成所有撞擊測(cè)試。“其精確度達(dá)到90%!”在這樣的測(cè)試基礎(chǔ)之上,只要再按照最后模型進(jìn)行七八次現(xiàn)實(shí)樣車測(cè)試,就能誕生一款新車。
在節(jié)能環(huán)保和氣候變化領(lǐng)域,超級(jí)計(jì)算機(jī)也大有可為。發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等所有流體葉輪的形狀,都涉及最佳能效問題。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì),葉輪機(jī)械耗電占耗電總量的約1/3。如果通過超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬流體機(jī)械效能,能提高這些機(jī)械哪怕一個(gè)百分點(diǎn)的能效,就可以減少巨大的能源浪費(fèi)。
天津高性能計(jì)算中心孟翔飛博士表示,以前進(jìn)行氣候變化談判時(shí),中國(guó)二氧化碳排放對(duì)大氣的影響只能聽從其他國(guó)家模擬測(cè)定的數(shù)據(jù)。自從中國(guó)科學(xué)家用天河一號(hào)建立了氣候變化模型,中國(guó)不僅拿出了自己的氣候影響依據(jù),而且建立的模型還成為國(guó)際公認(rèn)的模型標(biāo)準(zhǔn),為中國(guó)在該領(lǐng)域贏得了話語(yǔ)權(quán)。
華中科技大學(xué)代表隊(duì)搭建的超級(jí)計(jì)算機(jī)奪得“最佳計(jì)算性能獎(jiǎng)”,并以每秒8.45萬億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度刷新全球大學(xué)生超算競(jìng)賽的賽事紀(jì)錄
“機(jī)器有了,如何把機(jī)器應(yīng)用起來,真正發(fā)揮創(chuàng)新功能,是接下來主要努力方向。”盧凱說,有了硬件還要有軟件。“超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域很廣,這表明不同領(lǐng)域都要有專門的應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。”隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),目前市場(chǎng)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的需求在不斷增加。
作為高精尖技術(shù),發(fā)揮超級(jí)計(jì)算機(jī)“超級(jí)”功效,離不開相關(guān)人才的培養(yǎng)。盧凱介紹,應(yīng)用超級(jí)計(jì)算機(jī)通常需要復(fù)合型人才,既要懂超級(jí)計(jì)算機(jī)的操作和運(yùn)用,還要懂相應(yīng)的學(xué)科專業(yè),缺一不可。
本月19日,本次國(guó)際超算大會(huì)舉辦的國(guó)際大學(xué)生超級(jí)計(jì)算競(jìng)賽成績(jī)揭曉,中國(guó)華中科技大學(xué)6名本科生組成的代表隊(duì)搭建的超級(jí)計(jì)算機(jī)奪得“最佳計(jì)算性能獎(jiǎng)”,并以每秒8.45萬億次的浮點(diǎn)運(yùn)算速度刷新全球大學(xué)生超算競(jìng)賽的賽事紀(jì)錄。此外,清華大學(xué)代表隊(duì)計(jì)算機(jī)性能也超過每秒8萬億次的運(yùn)算速度,位居前三名。
“大學(xué)生創(chuàng)造力往往超越了工程師,”贊助兩支中國(guó)大學(xué)生代表隊(duì)的浪潮集團(tuán)高性能計(jì)算總監(jiān)劉軍說。超算大賽可以激發(fā)學(xué)生對(duì)超算的熱愛,挖掘、培養(yǎng)超算人才,并推進(jìn)跨國(guó)交流。
國(guó)際高性能計(jì)算咨詢委員會(huì)主席吉拉德·沙因納說,去年中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)獲得“最佳計(jì)算性能獎(jiǎng)”,“中國(guó)學(xué)生連續(xù)兩年取得如此優(yōu)異的成績(jī),體現(xiàn)了中國(guó)在超算人才培養(yǎng)方面的投入。”他認(rèn)為,培養(yǎng)下一代的超級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)家與制造超級(jí)計(jì)算機(jī)本身同樣重要。
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