中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)高速發(fā)展引關(guān)注
據(jù)俄羅斯自由媒體網(wǎng)報(bào)道,如今,中國(guó)在全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單上擁有的超算數(shù)量超過(guò)其他任何國(guó)家:中國(guó)擁有186臺(tái),而美國(guó)擁有123臺(tái)。
英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道稱,中國(guó)有能力在未來(lái)幾年占據(jù)超算領(lǐng)域的高地。中國(guó)的突破是在研發(fā)擁有百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算能力的超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽中實(shí)現(xiàn)的,這種超級(jí)計(jì)算機(jī)每秒可以執(zhí)行10的18次方次浮點(diǎn)計(jì)算。美國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)專家杰克·唐加拉表示,在超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,中國(guó)處于世界領(lǐng)先地位。這些成就是中國(guó)科研人員使用本土技術(shù)獨(dú)立完成的,因而尤其引人矚目。
近年來(lái),在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的共同推動(dòng)下,中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱“超算”)快速發(fā)展——技術(shù)創(chuàng)新方面,采用自主研發(fā)芯片的多個(gè)國(guó)內(nèi)超算曾在世界超算榜單上排名第一;整體規(guī)模方面,在最新發(fā)布的全球超算榜單中,中國(guó)占比超過(guò)1/3;應(yīng)用創(chuàng)新方面,2016以來(lái),多個(gè)創(chuàng)新應(yīng)用獲得全球高性能應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。
一直以來(lái),超算作為國(guó)家在算力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域最為重要的高性能計(jì)算能力技術(shù),在很大程度上體現(xiàn)了國(guó)家的綜合科研實(shí)力。海量數(shù)據(jù)處理能力和高密度計(jì)算能力是衡量超算性能優(yōu)劣的直觀標(biāo)準(zhǔn),業(yè)內(nèi)通常采用算力(浮點(diǎn)運(yùn)算速度)和算效(浮點(diǎn)運(yùn)算速度每瓦特)對(duì)超算的絕對(duì)性能和能效進(jìn)行評(píng)價(jià)。10年前,國(guó)際超算的絕對(duì)計(jì)算能力已達(dá)到P級(jí),即每秒可進(jìn)行千萬(wàn)億次數(shù)學(xué)運(yùn)算。近年來(lái),美國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家和地區(qū)正加速推動(dòng)E級(jí)(每秒可進(jìn)行百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算)計(jì)算性能目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。中國(guó)也高度重視E級(jí)超算的開(kāi)發(fā)和研究,并已經(jīng)研制成功多臺(tái)E級(jí)原型機(jī)。與國(guó)外相比,中國(guó)超算的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在計(jì)算性能、自主研發(fā)和綠色節(jié)能等方面。
不斷發(fā)展的超算技術(shù),可以支撐重大科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)研究,也可推動(dòng)新興科技領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新,發(fā)揮著引領(lǐng)國(guó)家科技進(jìn)步的關(guān)鍵作用。多年來(lái),超算技術(shù)廣泛應(yīng)用于航天航空、電磁計(jì)算、海洋模式、醫(yī)學(xué)影像、材料基因等重大科學(xué)研究和國(guó)計(jì)民生領(lǐng)域,為國(guó)家的基礎(chǔ)科學(xué)研究和相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)攻關(guān)作出重要貢獻(xiàn)。隨著更多的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用從基于數(shù)據(jù)的模擬與仿真,走向基于算法的挖掘和訓(xùn)練,大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)正在與超算技術(shù)融合。超算逐漸成為支撐信息化發(fā)展的算力基礎(chǔ)設(shè)施和城市及重點(diǎn)行業(yè)的算力大腦。
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,我國(guó)超算取得了一定的成績(jī),但仍面臨著不小挑戰(zhàn)。一是技術(shù)異構(gòu)帶來(lái)的適配問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。不同的芯片架構(gòu)確保了超算的實(shí)施路徑冗余,但隨著各類應(yīng)用的深入發(fā)展,也帶來(lái)了軟件適配的難題。模型、算法和芯片之間需要做二次適配,導(dǎo)致應(yīng)用軟件移植很難實(shí)現(xiàn)。二是智算中心帶來(lái)的沖擊日漸劇烈。隨著人工智能需求的興起,2019年至今,全國(guó)建設(shè)了20多個(gè)智算中心,對(duì)超算的發(fā)展帶來(lái)較大沖擊。超算和智算中心如何實(shí)現(xiàn)差異化發(fā)展,是行業(yè)面臨的重要問(wèn)題。三是商業(yè)模式帶來(lái)的挑戰(zhàn)漸成現(xiàn)實(shí)。國(guó)家對(duì)超算的扶持性政策弱化之后,超算中心如何走出一條自負(fù)盈虧、甚至略有盈余的可持續(xù)發(fā)展道路,是擺在運(yùn)營(yíng)者面前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
為了中國(guó)超算行業(yè)繼續(xù)蓬勃發(fā)展,使超級(jí)計(jì)算能力建有所用、用有所長(zhǎng),中國(guó)政府、超算科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)需要共同發(fā)力。一方面,做好頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃,通過(guò)中央和地方層面的戰(zhàn)略統(tǒng)籌,以政策和標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)超算規(guī)范化發(fā)展,構(gòu)建完善且具有地方特色的超算行業(yè)生態(tài)環(huán)境。另一方面,引導(dǎo)科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)加大對(duì)超算計(jì)算芯片、應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)等關(guān)鍵領(lǐng)域的研發(fā)投入,支撐中國(guó)超算行業(yè)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模和更高質(zhì)量發(fā)展。此外,積極探索商業(yè)發(fā)展新模式,鼓勵(lì)超算運(yùn)營(yíng)者與相關(guān)使用方、研究方等合作,推動(dòng)超算商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式創(chuàng)新,也有利于超算行業(yè)在支撐國(guó)家重大科研任務(wù)的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。
。ㄓ浾 高 喬采訪整理)■受訪專家:中國(guó)信息通信研究院云計(jì)算與大數(shù)據(jù)研究所副所長(zhǎng) 李 潔
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