山東手機(jī)報(bào)訂閱方式：
移動(dòng)用戶發(fā)送短信SD到10658000
聯(lián)通用戶發(fā)送短信SD到106558000678
電信用戶發(fā)送短信SD到106597009
央視網(wǎng)消息（焦點(diǎn)訪談）：今天，我們繼續(xù)關(guān)注“新科技 新基建”。超級計(jì)算機(jī)，也就是人們常說的超算或者高性能計(jì)算機(jī)。它被譽(yù)為計(jì)算機(jī)界“皇冠上的明珠”，可以說是國之重器。在信息時(shí)代，超算是衡量一個(gè)國家算力的重要標(biāo)志之一，因此成為各國競相爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。雖然中國的超算起步較晚，但我國從零起步，打破西方封鎖，一步步發(fā)展成為超算強(qiáng)國。
在國家超級計(jì)算無錫中心的機(jī)房里，“神威·太湖之光”超級計(jì)算機(jī)正在進(jìn)行每秒10億億次的高速運(yùn)算。每年3月，國家氣候中心都會(huì)利用這臺性能強(qiáng)大的設(shè)備，來預(yù)測當(dāng)年6月到8月的汛期氣候。
超算，也就是人們常說的超級計(jì)算機(jī)或高性能計(jì)算機(jī)，如今已在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。那么什么是超級計(jì)算機(jī)呢？
什么是超級計(jì)算機(jī)？
超級計(jì)算機(jī)指的是擁有強(qiáng)大計(jì)算和儲存能力的計(jì)算機(jī)，規(guī)格與性能比個(gè)人計(jì)算機(jī)強(qiáng)大許多，大多用于國家高科技領(lǐng)域和尖端技術(shù)研究。超級計(jì)算機(jī)和普通計(jì)算機(jī)構(gòu)成組件基本相同，主要是由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備組成。我們打開超級計(jì)算機(jī)的一個(gè)計(jì)算單元來看看它的內(nèi)部構(gòu)造到底長什么模樣。
聯(lián)想中國區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)集團(tuán)高性能計(jì)算資深架構(gòu)師郝常杰說：“在高性能計(jì)算系統(tǒng)里面主要的計(jì)算單元部分有兩個(gè)CPU做計(jì)算，有內(nèi)存做支撐，還有本地硬盤，計(jì)算能力非常強(qiáng)大�！�
如果把這個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展很多倍，就構(gòu)成了超算。當(dāng)然超算并不是簡單堆砌硬件就完了，還需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)、軟件等。存放超級計(jì)算機(jī)，用來提供算力服務(wù)的地方就是超算中心。中國最快的超算“神威·太湖之光”就位于國家超級計(jì)算無錫中心。它誕生于2016年，共有40960顆國產(chǎn)芯片，峰值運(yùn)算速度為12.5億億次/秒，曾經(jīng)連續(xù)4次位列世界超算500強(qiáng)榜單第一名。
在最新一期全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中，中國的“神威·太湖之光”和“天河二號”排名第六和第九。中國共有173臺超算上榜，總量位居世界第一。
超級計(jì)算機(jī)為何成為新基建之一？
當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)從傳統(tǒng)的工業(yè)時(shí)代進(jìn)入信息時(shí)代，人們生產(chǎn)生活的方方面面都與數(shù)據(jù)有關(guān)，所以數(shù)據(jù)被稱為信息時(shí)代的石油，是最有價(jià)值的資源。誰掌握了數(shù)據(jù)，誰就掌握了快速發(fā)展的密碼。不過，數(shù)據(jù)需要經(jīng)過計(jì)算、處理才能被利用。這種計(jì)算能力就是算力，超級計(jì)算機(jī)就是具備超級計(jì)算能力和存儲能力的計(jì)算機(jī)。
中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f：“數(shù)據(jù)就像原油一樣，油很多，但是沒有加工廠就無法提煉成各種各樣的汽油、柴油，各種有價(jià)值的化工品，所以我們就必須生產(chǎn)大規(guī)模的計(jì)算設(shè)備，就相當(dāng)于我們建一個(gè)大的化工廠一樣，這樣我們才有能力快速又好地把大數(shù)據(jù)加工成各種各樣我們需要的產(chǎn)品。”
從模擬核試驗(yàn)、太空探索，到人類基因測序、醫(yī)藥研發(fā)、氣候預(yù)測，甚至打車、購物、訂外賣等等，都要靠算力設(shè)施來處理海量數(shù)據(jù)。算力設(shè)施，已經(jīng)像鐵路、公路、機(jī)場、水利一樣，成為新時(shí)代必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。2020年4月，國家發(fā)展改革委已經(jīng)把以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施列為新基建內(nèi)容，而超算是算力基礎(chǔ)設(shè)施中的制高點(diǎn)。
中科院計(jì)算所研究員張?jiān)迫f：“超算是大國重器，是國家綜合國力的體現(xiàn)，很多的領(lǐng)域，比如說宇宙、化學(xué)、物理、天氣預(yù)報(bào)，各行各業(yè)都需要科學(xué)計(jì)算，是必須搶占的制高點(diǎn)。”
如今，世界已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，算力成為核心生產(chǎn)力。算力越強(qiáng)，生產(chǎn)力越強(qiáng)。作為新基建的重要組成部分，目前，我國在各地已建立起大大小小的國家級和地方級超算中心，構(gòu)成我國的算力矩陣，總算力達(dá)到每秒一萬三千億億次浮點(diǎn)運(yùn)算，全球排名第二。
雖然我國已經(jīng)進(jìn)入世界超算第一梯隊(duì)，但是回首往昔這一路走得并非一帆風(fēng)順。上世紀(jì)80年代，中國希望進(jìn)行石油勘測，但苦于沒有超算只得花大價(jià)錢從美國進(jìn)口一臺。但是美國為了防止核心技術(shù)外泄，要求把設(shè)備放進(jìn)全透明的玻璃房子里，中方的一舉一動(dòng)都被美方監(jiān)控，甚至連開機(jī)密碼和機(jī)房鑰匙都由對方控制。
1983年，經(jīng)過6年的研發(fā)，在科學(xué)家慈云桂的帶領(lǐng)下，我國第一臺超級計(jì)算機(jī)“銀河”誕生，運(yùn)算速度達(dá)到1 億次/秒，使中國成為繼美國、日本之后，第三個(gè)能夠生產(chǎn)超級計(jì)算機(jī)的國家。
2004年，“曙光4000A”誕生，首次進(jìn)入世界前十。2008年，“曙光5000A”誕生，中國步入百萬億次級運(yùn)算水平。2010年11月，“天河一號”首次位列世界超算500強(qiáng)榜單榜首。2016年“神威·太湖之光”憑借中國的自研芯片登頂，并獲得被稱為“超算領(lǐng)域諾貝爾獎(jiǎng)”的戈登貝爾獎(jiǎng)，一舉打破美日兩國對這一獎(jiǎng)項(xiàng)長達(dá)30年的壟斷。
超級計(jì)算機(jī)如何發(fā)揮作用？
既然超算這么厲害，那么就讓我們具體看看，它是如何發(fā)揮作用的。氣候預(yù)測被公認(rèn)是世界上最復(fù)雜的問題之一，需要大量的計(jì)算，而這正是超級計(jì)算機(jī)的強(qiáng)項(xiàng)。從2018年起，每年國家氣候中心都會(huì)利用無錫超算中心的“神威·太湖之光”，來預(yù)測6月到8月的汛期氣候，也就是節(jié)目開始時(shí)我們看到的那一幕。
國家超級計(jì)算無錫中心氣象研發(fā)工程師蔡蕙伊說：“用自己的筆記本電腦做天氣預(yù)報(bào)的話，可能要花幾個(gè)星期，甚至一個(gè)月的時(shí)間都完成不了，但是如果把它放到超算上來做的話，那么只要短短幾個(gè)小時(shí)就可以預(yù)報(bào)出一周的天氣了�！�
運(yùn)算結(jié)果表明，“神威·太湖之光”不僅算得快，而且算得準(zhǔn)。有了超級計(jì)算機(jī)，研究人員不僅可以預(yù)測中國的天氣和氣候，甚至可以預(yù)測全球的天氣和氣候。不久前，中國科技大學(xué)的趙純教授率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，用神威超級計(jì)算機(jī)首次實(shí)現(xiàn)了長達(dá)7天的全球3公里空間分辨率“大氣物理-化學(xué)全耦合數(shù)值模擬試驗(yàn)”。這項(xiàng)成果對于預(yù)測極端天氣、大氣污染等事件具有重大應(yīng)用前景，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
像無錫超算中心這樣的國家級超算中心，主要為國家大型科研項(xiàng)目服務(wù)。此外，我國還有不少地方超算中心，為地方發(fā)展提供算力服務(wù)。北京超級云計(jì)算中心是由北京市政府和中國科學(xué)院共建成立的，由北龍超云負(fù)責(zé)日常運(yùn)營。他們把算力搬上云端，這樣中小企業(yè)和科研單位就可以在云端使用超算，開展科研活動(dòng)了，極大地提高了效率，降低成本。
北京超級云計(jì)算中心、北京北龍超級云計(jì)算有限責(zé)任公司總經(jīng)理吳迪說：“中小企業(yè)/科研單位經(jīng)費(fèi)特別緊張，不可能自己建一個(gè)超算系統(tǒng)，所以我們以云服務(wù)的方式，讓我們這些中小微用戶能夠快速地通過云服務(wù)的方式、租用的方式，開展科學(xué)研究�！�
凌空天行是國內(nèi)一家商業(yè)航天企業(yè)。他們在研制火箭過程中，就多次用北京超級云計(jì)算中心的云超算去進(jìn)行仿真計(jì)算，節(jié)省了大量時(shí)間與經(jīng)費(fèi)。
中國超算的迅速崛起不僅讓許多應(yīng)用領(lǐng)域受益，而且還帶動(dòng)了與超算相關(guān)的技術(shù)發(fā)展，比如節(jié)能技術(shù)。超算功率強(qiáng)大是名副其實(shí)的“電老虎”，據(jù)國家發(fā)展改革委統(tǒng)計(jì)，去年全國數(shù)據(jù)中心能耗達(dá)到2166億千瓦時(shí)，甚至超過了三峽大壩和葛洲壩電廠發(fā)電量之和，因此迫切需要降低能耗。為了解決這一問題，聯(lián)想研發(fā)出了溫水水冷技術(shù)。
聯(lián)想中國區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)集團(tuán)高性能計(jì)算資深架構(gòu)師郝常杰說：“服務(wù)器在計(jì)算的時(shí)候，它的CPU的溫度會(huì)變得非常非常高，能高到90多度，放一個(gè)雞蛋就可以燒熟�！�
為了克服芯片發(fā)熱的問題，聯(lián)想獨(dú)創(chuàng)了溫水水冷技術(shù)。它用常溫水為機(jī)器降溫，既可以提升5%的算力，還能降低42%的能耗，余熱還可以被再次利用。
溫水水冷技術(shù)已被北京冬奧會(huì)和許多數(shù)據(jù)中心所廣泛采用。經(jīng)過不斷努力，中國超級計(jì)算機(jī)從無到有，直至步入世界先進(jìn)行列。未來，我國還將在量子計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等方面繼續(xù)發(fā)力，打造深度融合的高性能計(jì)算服務(wù)平臺。以超算為代表的國家新基建，未來將會(huì)有更大的用武之地。
超算現(xiàn)在已經(jīng)融入到我們生活的方方面面，惠及各個(gè)不同的行業(yè)，成為解決諸多難題的“超強(qiáng)大腦”。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在重塑全球經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心生產(chǎn)力，成為全球戰(zhàn)略競爭的新焦點(diǎn)。加快推動(dòng)以超算為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將有效激發(fā)數(shù)據(jù)要素創(chuàng)新活力，加速數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，支撐經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康持續(xù)發(fā)展。
