“超强大脑”转起来!如何让中国超算“中看又中用”?


标签专题:高性能、高精度的中国昌沛人工智能

每秒10亿次运算、每秒10亿次运算的超级计算机,服务于人们的生产和生活。“超级大脑”正在运转(科学技术观点,使用和使用真正的高技术)

记者顾叶开

随着新一轮科学技术革命和产业转型的不断推进,新技术、新产品和新产业不断涌现,成为“科学技术创造更美好生活”的新注脚 走出实验室,走上生产线,进入生产和生活,高科技的诞生依赖于巨大的研发投资,凝聚着科技人员的巨大努力 着名科学家王选院士曾说过,高科技应该是“不屈不挠的” 只有应用得当,才能真正有效地发挥科技成果的支撑作用和科技创新的驱动作用,进一步促进科技研发的进步和完善。 科学技术版最近推出了一系列关于"使用、使用和实施高技术"的报告,重点是高技术应用这一主题。请注意

编辑

最近在纪念中国超级计算产业发展40周年和天津国家超级计算中心成立10周年的仪式上展示了10亿个“天河三号”原型。 毛振华的照片

日前,第六届世界互联网大会发布的《中国互联网发展报告2019》显示,中国在网络信息技术方面的自主创新能力不断增强,新一代数十亿台超级计算机(E类)的原型模型已经开发出来。 国家“十三五”高性能计算项目还完成了三个E级超级计算原型系统的交付,即神威E级原型、天河3号E级原型和曙光E级原型系统。

超级计算,即超级计算或高性能计算,是计算机世界的“皇冠上的明珠”,也被视为技术突破的“引擎”。 随着应用的不断发展和完善,超级计算机服务于科学研究和工业发展的各个方面,已经成为解决人类问题的“超级大脑”。

超级计算在最先进的科学研究领域和最先进的工业领域取得了一系列创新成果。

“编号为96W的热带云团未来将缓慢接近巴士海峡东侧,强度将略有增强,而台风胚97W可能在深海中向西北移动……”10月16日,在卫星云图上,热带云团碎片活跃在西太平洋。超级计算机已经注意到台风胚胎,并在集合预报中对其趋势做出判断。

“气象领域计算机系统的建设和应用提高了天气和气候预报的及时性以及对国家的服务水平。 中国工程院院士李泽春表示,20世纪80年代,中国建立了第一个中期(10天)数值天气预报业务系统。当时,计算能力成为实施作战数值预报的关键。只有具有足够容量的计算机才能很好地计算出运行计划中复杂的物理过程,并能在指定的时间段内计算出预测结果。

从1983年中国第一台每秒运算超过1亿次的“银河1号”超级计算机的成功开发到曙光系列、天河系列和神威系列的出现,中国已经成为世界上第三个有能力开发高端计算机系统的国家。 超级计算机已经成为高端信息技术的另一个新的制高点,对国家安全、经济和社会发展具有重要意义。

”超级计算技术不仅应该放在实验室里做理论研究,更重要的是,它应该与工业应用和客户需求相结合,给经济和社会发展带来价值。 ”联想集团高级副总裁童付瑶说

在500人范围内完成全基因组信息相关性分析。使用原电脑需要1年时间,使用天河二号需要3个小时。一架大型飞机的研制过去需要2年时间来完成一次全面的气动测试,使用超级计算机模拟可以在6天内完成。国家超级计算机长沙中心的人工智能筛查机器人能在3-5分钟内准确“查询”骨质疏松症,准确率达90%以上。

目前,中国先后在天津、长沙、广州等地建立了六个国家超级计算中心,在大气变化模拟、生命科学、天体物理研究等最前沿的科学研究领域,以及石油勘探、新药研发、工业模拟计算等最前沿的工业领域取得了一系列创新成果。 天河一号超级计算机已经使用了10年,是世界上连续稳定运行时间最长的超级计算机之一。每天服务8000多项科研计算任务,共支持1600多个国家重大科技项目和研发计划。 自2018年7月新一代超级计算机天河三号原型投入应用以来,已经完成了30余台合作机组的大规模并行应用测试。

“十三五”国家重点研发专项“高性能计算”整体专家组组长钱德勒裴(Chandler Pei)认为,超级计算机的发展从根本上是由需求驱动的。 开发一批关键应用软件,建立具有世界一流资源和服务水平的国家高性能服务环境,促进中国计算服务业的发展。

在大数据时代,“融合计算”已经成为超级计算应用的关键词。

随着大数据、云计算和人工智能等新兴技术的蓬勃发展,“融合计算”已经成为超级计算应用的关键词

“进入大数据时代对计算能力提出了非常高的要求 中国石油东方地球物理研究所数据中心总工程师莱能(Lai Neng)表示,石油勘探是超级计算应用的主要领域之一,超级计算可以被称为“石油勘探的利器。" 地球物理勘探技术相当于“扫描”地球表面,产生的数据量可以达到1万亿字节的水平 为了提高勘探精度,必须使用超级计算技术来处理海量数据。 超级计算和物理探索技术相互促进 没有超级计算技术,许多物理勘探算法就无法实现,更不用说高精度勘探和高精度成像了。 ”赖能说道

仿真在汽车研发系统中起着关键作用。许多主流汽车制造商通过超级计算仿真设计完成整车研发过程,有效缩短研发周期,减少研发投资,提高产品的技术附加值 基于“天河一号”与云计算技术的融合,国家超级计算天津中心构建了一个集高性能计算与可视化分析处理于一体的汽车研发公共服务平台。 中国科学院计算主任孙宁辉认为,未来超级计算将以云计算的形式向用户提供服务。 基于人工智能的高性能计算应用也在加速发展 在电力领域,模拟计算与人工智能识别技术相结合,可以更准确地模拟和预测冰冻雨雪灾害对电网造成的破坏。 联想研究所企业云与无线实验室负责人黄英认为,传统高性能计算需要高度计算,“新计算”需要人工智能模型和高性能计算的更好结合。

与人工智能和大数据的整合也将推动下一代超级计算的发展。 “可以预见,这些新技术也将对未来的超级计算机架构产生影响 ”昌佩说

从“做好”到“用好”,让超级计算真正“看见并使用”

今年6月,国际超级计算会议发布了全球超级计算500强的最新名单。 中国有219个单位超过了该榜单,连续第四次排名第一。“神威太湖之光”和“天河二号”在计算速度上继续排名第三和第四。联想、浪潮和中科曙光分别拥有173台、71台和63台超级计算机,位列全球前三名。

在操作和应用方面,中国不仅在过去30年国际高性能计算应用领域的最高奖项“戈登贝尔”奖中实现了零突破,而且还相继选择了该奖项的项目,逐步构建了相对完善的应用生态。 在自主创新的支持下,中国的超级计算机已经显示出一定的应用实力。

但是,需要注意的是,国内超级计算机的制造优势和应用优势并不匹配。“重技术轻应用,重硬件轻软件”的问题更加突出,资源不足和资源利用不足的现象同时存在。 国内科研机构和企业的许多重要应用仍然需要购买昂贵的国外商业软件。一些大型企业开发的应用软件大多停留在自主研发和自主使用的水平,缺乏产业化推广。 如何扭转工业应用不足的局面,将“善”的优势转化为“善用”的优势,是我国超计算亟待解决的问题。

“用,不是简单的用,而是要对机器性能、功能、使用方便性,包括需要什么样的系统软件、应用软件等提出要求,这些要求正是我们研制超级计算机的目的。”北京航空航天大学教授、联想集团首席科学家祝明发指出,只有让产学研用结合,才能有效带动超算健康发展。

如何让中国超算做到真正“中看又中用”?

超算用得好,首先要立足于自主创新。“自主可控不是一个可选项,而是唯一的出路。”钱德沛指出,“自主可控和开放合作并不矛盾,我们只有自身强,有过硬的技术,才有可能广泛地开展合作。”

超算用得好,要加强对应用软件研发的支持力度。钱德沛说,让原本封闭使用的应用软件“走出去”,让成千上万的人用起来,找到漏洞、进行改正,效率会提升,适配性、兼容性问题也会进一步解决。

专家也指出,超算应用开发不足与配套人才较少直接相关,但目前培养高性能计算软件人才的大学不多。应该立足行业,培养各类高性能应用软件的开发及应用人才,特别是交叉型应用人才,积极拓展多种形式的学术界和产业界人才培养模式,补齐软件人才短板。

【编辑:陈海峰】

转载请保留本文连接: