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未来,我国科研团队将继续围绕提升国家科技创新能力,以“神威·太湖之光”超级盘算机为基础,进一步解决天气、环境、生命、质料和制造等领域的重大科学问题,研究高性能盘算的焦点手艺、提升高性能盘算的应用水平、培育高性能盘算人才。

杨广文

国家超级盘算无锡中央主任

高性能超级盘算机,是天下蓬勃国家争抢的主要“制高点”,对国家平安、经济和社会生长,具有举足轻重的支持作用。因此加速生长超级盘算机,推广超级盘算机应用,对于我国科学研究、推动科技创新和促进经济社会高质量生长意义重大。

40多年来,我国超级盘算机履历了从无到有、从跟跑到局部领先、从要害焦点手艺引进到实现自主可控的艰难生长历程。

勇于突破封锁,我国超算手艺不再受制于人

“多年来,中、美、日等国在超级盘算机领域的竞争,现实就是科技实力与综合国力的竞争。”中国科学院盘算手艺研究所研究员张云泉说,我国几代超算人前仆后继,缔造出了不起的“事业”。住手现在,天河二号、“神威·太湖之光”等国产超级盘算机,在国际超级盘算机大赛上,共拿下10个天下第一。

在国家超级盘算无锡中央主任杨广文的影象中,上世纪70年月,首台超级盘算机问世后,国际上对超级盘算机的需求猛增。蓬勃国家在重点产业领域,行使超级盘算机取得了多方面的突破。那时,美国、日本等国在一些要害焦点手艺上,对中国周全封锁。

那时,我国由于没有高性能的盘算机,部门石油矿藏数据和资料不得不用飞机送去外洋处置,不仅用度昂贵,而且受制于人。

那时,我国曾向某蓬勃国家提出入口一台性能不算很高的超级盘算机,对方却回复:必须要为这台机械建一个六面不透光的“平安区”,能进入“平安区”的只能是巴黎统筹组织的事情职员。

1978年,党的十一届三中全会召开,拉开了改造开放的序幕。也就是在这一年,我国正式启动巨型盘算机的研制事情。

“为什么要研制自己的巨型盘算机?由于中国要搞四个现代化,不能没有巨型盘算机!”杨广文告诉科技日报记者,超级盘算机由大量的盘算节点组成,每个盘算节点由一些CPU(中央处置器)组成,盘算节点由高速互联网络毗邻起来。除此之外,整个系统还包罗大规模存储系统、系统软件、应用软件和冷却系统等。因此短时间内,我国要想在超级盘算机焦点手艺上取得重大突破、跑在天下前线,不是一件容易事。

然而,我国的科研职员并未被眼前的难题吓倒。那时,他们脑子里只有一个念头:早日造出中国人自己的巨型盘算机,手艺上不再受制于人。

从1978年到1983年,这5年里,肩负此项义务的研发团队,没日没夜的顽强拼搏,解决了无数个基础理论、手艺和制造工艺问题,攻克了数以百计的要害手艺难关,缔造性地提出了“双向量阵列”结构并完成整体设计,比原设计提前一年乐成研制出“银河-Ⅰ”巨型盘算机。

1983年12月26日,我国第一台亿次巨型盘算机“银河-Ⅰ”正式通过国家手艺判定,系统到达并跨越了预定的性能指标,机械整体稳固可靠,且经费只用了原设计的1/5。

这标志着中国成为天下上少数几个能够自力设计和研制亿次巨型盘算机的国家。

面向国家需求,实现真正平安自主可控

“从2002年之后,经由15年的高速生长,中国超算实现了平安、自主、可控。”杨广文说。

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近10年来,我国从基于自主可控超级盘算机系统的软件与应用、服务于国家特殊需要和高新手艺产业生长思量,重新结构了超级盘算机的研制事情。

“十三五”国家重点研发设计设立了“高性能盘算”重点专项,在高性能盘算机研制、系统软件及应用等方面给予结构支持。其中,研制“神威·太湖之光”就是国家重点组织开展的一项重大科研义务。

2013年4月22日,江苏省人民 *** 正式提出在无锡市建设10亿亿次超级盘算中央,获得科技部的支持;2014年3月5日,科技部赞成“高效能盘算机及应用服务环境(二期)”重大项目立项;2015年12月31日,“神威·太湖之光”超级盘算机研制完成。

用相关专家的话来说,随着“神威·太湖之光”超级盘算机和“申威26010”处置器等标志性功效的泛起,打破了耐久以来国产超级盘算机平台无“芯”可用的事态,奠基了平安、自主、可控的国产平台手艺基础。

记者领会到,“神威·太湖之光”超级盘算机由40个运算机柜和8个网络机柜组成。每台运算机柜包罗4个由32块运算插件组成的超节点,每块插件由4个运算节点板组成,一个运算节点板又包罗两块“申威26010”高性能处置器。

“一台机柜就有1024块处置器,‘神威·太湖之光’共有40960块处置器。”杨广文说。

值得一提的是,“神威·太湖之光”也是我国第一台所有接纳国产处置器构建的超级盘算机。住手现在,其以每秒9.3亿亿次的浮点运算速率,延续4次在全球超级盘算机竞赛中夺冠。其中,2016年11月,“神威·太湖之光”以较大的运算速率优势再次夺得天下超算冠军,基于该超级盘算机运行的高性能盘算应用项目获得国际高性能盘算应用领域最高奖——“戈登贝尔”奖,成为我国高性能盘算应用生长的一个里程碑式的成就。

“让基于自主可控超级盘算机系统的软件与应用登上国际巅峰,做强国产软件,这是我们超算人的追求与梦想。”国家超级盘算无锡中央研发中央主任甘霖说。

比拼应用水平,让大机械施展出大作用

“超级盘算机为解决工程和科学中的重浩劫题而生。”国家超级盘算无锡中央副主任付昊桓说,权衡超级盘算机的价值,不能只看运算速率,还要看应用水平。

“比拼谁的超级盘算机‘跑’得更快,这种竞赛曾一度在中、美、日、韩等国之间举行。不外,现在人人比的是,超级盘算性能被用在什么领域,这成为现在竞争的要害点。”杨广文说。

那么,该若何让大机械施展出大威力?

在杨广文看来,国家超级盘算无锡中央主要的职责就是运维,运维的目的就是用好这台超级盘算机。

近7年来,国家超级盘算无锡中央的科研团队不负众望,将理论与实践相连系,通过开展跨学科、跨单元的普遍交织互助,使基于“神威·太湖之光”系统的并行应用功效频出。其中,行使“神威·太湖之光”超级盘算机每秒10亿亿次的超强盘算力,研发出的有关天气模拟、地震模拟、工业仿真、生物医药等领域的一系列国产应用软件,助力我国基础研究和工程创新,展示了国产超级盘算机硬件与软件相连系的伟大潜力。

2017年11月17日,在美国丹佛举行的全球超级盘算大会上,由中国科研团队完成的“非线性地震模拟”再获“戈登贝尔”奖。行使“神威·太湖之光”的壮大盘算能力,该团队乐成地设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具。该工具首次实现了对唐山大地震发生历程的高分辨率准确模拟,使得科学家可以更好地明白唐山大地震所造成的影响,并对未来地震预防展望等具有主要的借鉴意义。

此外,杨广文示意,超级盘算机还能为人工智能领域的深度学习服务。“现在,许多IT公司的手艺认真人找到我们,主要由于我们开发了大量基于深度学习算法的并行软件,研发了一个深度学习 平台swCaffe。现在,我们已开展的、基于超级盘算机的深度学习应用,包罗围棋、语音识别、医学图像识别、遥感图像分类、地震波余震特征识别、大规模冷冻电镜生物大分子模子高精度重构等。”杨广文说。

杨广文告诉记者,现在国家超级盘算无锡中央“神威·太湖之光”系统运行稳固,用户数目不停增添,机械行使率已跨越50%,已完成200多项百万核大型问题的求解义务,涉及航空航天、先进制造、生物医药、新质料、新能源等重点领域,有用地支持了国家科学研究与产业创新。

这些主要的应用功效在海内外引起了伟大回响,这证实“神威·太湖之光”能够支持具有战略需求的挑战性应用,并向天下展示了中国超级盘算机的国际职位和主要影响力。

值得一提的是,近年来,国家超级盘算无锡中央高度重视人才引进与培育。现在,该中央拥有海内外特聘专家30余人,专业涉及盘算机软硬件开发、气象天气、生物基因、海洋物理、力学、大数据、云盘算等。此外,该中央每年还肩负清华大学在读博士生、硕士生的培育义务。

杨广文示意,未来我国科研团队将继续围绕提升国家科技创新能力,以“神威·太湖之光”超级盘算机为基础, 进一步解决天气、环境、生命、质料和制造等领域的重大科学问题,研究高性能盘算的焦点手艺、提升高性能盘算的应用水平、培育高性能盘算人才,为我国基础研究及产业生长提供强有力的支持。

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