“超強大腦”運轉起來(科技視點·用好用實高科技①)

“超強大腦”運轉起來(科技視點·用好用實高科技①)

 

  日前,在紀念中國超級計算事業發展四十年暨國家超級計算天津中心成立十周年活動上,展示了“天河三號”百億億次原型機。
  毛振華攝

 

  隨著新一輪科技革命和產業變革不斷推進,新技術、新產品、新產業持續涌現,成為“科技創造美好生活”的鮮活注腳。走出實驗室,走上生產線,走進生產生活,高科技的誕生依托於巨大的研發投入,凝結著科技人員的巨大心血。著名科學家王選院士曾說過,高科技要“頂天立地”。隻有實實在在應用好,才能真正有效發揮科技成果的支撐作用和科技創新的驅動效應,才能進一步促進科技研發的進步和完善??萍及娼谕瞥觥坝煤糜脤嵏呖萍肌毕盗袌蟮?,聚焦高科技應用話題,敬請關注。 

  ——編 者

  

  日前,第六屆世界互聯網大會上發布的《中國互聯網發展報告2019》顯示,我國網絡信息技術自主創新能力不斷增強,新一代百億億次(E級)超級計算機的原型機型研制完成。國家“十三五”高性能計算專項課題3個E級超算的原型機系統——神威E級原型機、“天河三號”E級原型機和曙光E級原型機系統也已全部完成交付。

  超算,即超級計算或高性能計算,是計算機界“皇冠上的明珠”,也被視為科技突破的“發動機”。隨著應用的不斷開發與完善,超算服務著科學研究、產業發展的方方面面,成為解決人類難題的“超強大腦”。

  超算在最尖端科研領域、最前沿產業領域取得一系列創新成果

  “編號為臺風胚胎96W的熱帶雲團未來將緩慢向巴士海峽以東洋面靠近,強度將略有加強,而臺風胚胎97W則可能在大洋深處向著西北方向移動……”10月16日,衛星雲圖上,一片片熱帶雲團正在西太平洋上活躍,超級計算機早已對臺風胚胎有所覺察,並在集合預報中對它們的動向給出了判斷。

  “氣象領域計算機系統的建設與應用,提高了天氣氣候預報時效和為國家服務的水平?!敝袊こ淘涸菏坷顫纱徽f,上世紀80年代,我國建立首個中期(十天)數值天氣預報業務系統,計算能力當時就成為能否實行業務數值預報的關鍵,隻有能力足夠大的計算機才能把業務方案中復雜的物理過程計算好,才能在規定的時段內計算出預報結果。

  從1983年我國第一臺每秒鐘運算一億次以上的“銀河一號”巨型計算機的研制成功,到曙光系列、天河系列、神威系列的相繼問世,我國成為世界上第三個具備研制高端計算機系統能力的國家。超級計算機成為高端信息技術又一新的制高點,對國家安全、經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。

  “超算技術不僅僅要放在實驗室裡面做理論研究,更重要的是與行業應用、客戶需求相結合,為經濟社會發展帶來價值?!甭撓爰瘓F高級副總裁童夫堯說。

  完成500人規模的全基因組信息關聯性分析,利用原有計算機需1年,利用“天河二號”隻需3個小時﹔研制一架大飛機,過去需耗費2年時間做全機風動試驗,利用超級計算機模擬仿真,6天就能完成﹔國家超級計算長沙中心的人工智能篩查機器人,3至5分鐘就能精確“問診”骨質疏鬆癥,準確率超過90%……

  目前,我國先后在天津、長沙、廣州等地建成6家國家級超算中心,在最尖端的科研領域——如大氣變化模擬、生命科學、天體物理的研究中,以及在最前沿的產業領域——如石油開採、新藥研發、工業仿真計算等課題中,取得了一系列創新成果?!疤旌右惶枴背売嬎銠C已應用10年,是世界上連續穩定運行時間最長的超級計算機之一,它每天服務8000多個科研計算任務,累計支持國家科技重大專項和研發計劃超過1600項。新一代百億億次超級計算機“天河三號”原型機自2018年7月開放應用以來,目前已為30余家合作單位完成了大規模並行應用測試。

  “十三五”國家重點研發專項“高性能計算”總體專家組組長錢德沛認為,超級計算機的發展根本動力來自於需求。要研發一批關鍵的應用軟件,建立具有世界一流資源能力和服務水平的國家高性能服務環境,促進我國計算服務業發展。

  大數據時代,“融合計算”成為超算應用的關鍵詞

  隨著大數據、雲計算和人工智能等新興技術的蓬勃發展,“融合計算”成為超級計算應用的關鍵詞。

  “進入大數據時代,對計算能力提出了非常高的要求?!敝袊蜄|方地球物理研究院數據中心總工程師賴能和介紹說,石油勘探是超算應用的主要領域之一,超算堪稱“找油”利器。地球物理勘探技術相當於給地表“做CT”,產生的數據量可達到千萬億字節(PB)級別。為了提升勘探精度,必須使用超算技術來處理海量的數據。

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