超能計算“軟”肋

1、<p><b>　　超能計算“軟”肋</b></p><p>　　超級計算最大的投資應該在應用軟件，最大的困難也在應用軟件。 </p><p>　　中國13億人按每人每秒計算一次，大概要用計算機運算1000年，才相當于“天河二號”運算一小時。這臺每秒運算次數(shù)以千萬億次計的“超級計算機”在2013年11月18日國際TOP500公布的最新全球超級計算機500強排

2、行榜中蟬聯(lián)“全球最快計算機”桂冠。 </p><p>　　事實上，“天河二號”首次登上榜首是在2013年6月。當天，“天河二號”超級計算機，正如往常一樣安靜地進行著它的運算任務。而正在德國東部城市萊比錫召開的2013國際超級計算大會上，它卻吸引了全世界的目光?！疤旌佣枴背売嬎銠C成為當今世界運算速度最快、綜合技術領先的超級計算機。 </p><p>　　這也是繼“天河一號”之后，中國超級

3、計算機再次獲得世界第一的桂冠。時光回溯到2010年11月16日，國防科技大學研制的“天河一號”在世界超級計算機500強中位居第一，中國人首次站到了超級計算機世界冠軍的領獎臺上。 </p><p>　　然而，8個月以后，日本一臺名為“京”的超級計算機就將“天河一號”擠下冠軍臺。之后，美國研制的“紅杉”、“泰坦”超級計算機先后坐上世界第一的交椅，“天河一號”排名滑落至第8名。 </p><p>

4、;　　面對世界超級計算機界的殘酷競爭，2011年12月，國防科技大學的天河團隊開始對新一代超級計算機的關鍵技術進行攻關。這一次，他們的目標是億億次級超級計算機，計算能力要比“天河一號”提升10倍以上。“天河二號”的創(chuàng)新突破點，正是從“天河一號”的優(yōu)勢與不足開始的，“這是一個自我反省、自我超越的過程?！?</p><p>　　當然，“天河二號”不僅運算能力強大，其應用也分布于生物醫(yī)藥、新材料、工程設計與仿真分析、天

5、氣預報、氣候模擬與海洋環(huán)境研究、數(shù)字媒體和動漫設計等多個領域。 </p><p>　　這意味著超級計算機已大踏步進入民用時代，和人們生活密不可分。而在過去，超級計算機從誕生那天起就主要被用于軍事、科學、航天等高科技領域。直至上個世紀80年代，PC機出現(xiàn)后，超算才有了其他的應用。但由于當時成本很貴，所以主要應用在氣象、石油等有絕對需要的成熟行業(yè)。隨著上個世紀90年代中期機群出現(xiàn)后，超算成本開始下降，應用才開始分布在

6、計算化學、計算物理、互聯(lián)網等領域。 </p><p>　　值得一提的是，在2008年北京奧運會開幕式上，當“體操王子”李寧騰空而起，腳踏祥云在 “空中跑道”上奔跑起來時，一幅中國式畫卷沿“空中跑道”徐徐展開。此時，世界被震撼了。但鮮為人知的是，這幅震憾世界畫卷的數(shù)字影像效果是由超級計算機處理完成的。 </p><p>　　然而，我國超算應用情況與美國相比，差距依然巨大。中國工程院院士李國杰

7、告訴《中國經濟和信息化》記者：“超算應用落后主要是由于國家整體經濟落后，當然國家對超算應用研究的支持還不夠也是重要原因?！北本梦锢砼c計算數(shù)學研究所研究員袁國興告訴記者：“美國現(xiàn)在應用軟件的投資在60%以上，硬件投資只占不到30%，而中國的軟件投資比例只在10%左右?！?</p><p>　　這意味著我國應該積極學習歐美國家的做法。中國科學院計算技術研究所研究員張云泉表示，超級計算機大國美國的機械制造水平高，應

8、用水平也高，多年來在各個方面都得到很好的利用；與之相比，現(xiàn)在中國的機械制造水平還不錯，但是應用軟件水平確實很低。 </p><p>　　不過張云泉也談到了一些解決方案，比如現(xiàn)在中國大型企業(yè)都有自己的軟件，也沒人想去盜版，如果能夠找到一個好的方法去推動這些專有軟件發(fā)展，可以作為一個切入點，將整個軟件產品環(huán)境的知識產權保護做好。 </p><p>　　當然，這幾年，國家發(fā)現(xiàn)超算和應用之間的差距

9、越來越大之后，也開始逐步加大在應用方面的投資比重。2012年，科技部在“十二五”863“高效能計算及其應用環(huán)境”重大專項計劃里投入1個億元對8個應用領域和1個超算應用軟件平臺進行資助。在張云泉看來，國家科技部此舉是想加大力度解決應用的短板問題。 </p><p>　　經過“天河一號”一年多的開發(fā)、運行測試及“神威藍光”新機器的推出，我國在超算應用軟件方面，尤其是在處理器方面取得了很多的新進展，在大規(guī)模軟件的研發(fā)水

10、平上逐步提高。張云泉認為，下一步要把應用的效果做扎實，用超算以及自主研發(fā)的軟件，模擬出若干重要的科學模型，發(fā)現(xiàn)一些新的規(guī)律，解決一些國計民生的重大問題，這是下一步需要實實在在解決的問題。 </p><p>　　實際上，在國外，企業(yè)在整體科技創(chuàng)新方面已經發(fā)揮了重要的作用。而我國往往取的是科研單位帶動企業(yè)的研發(fā)模式，由科研單位主導研發(fā)項目，再由企業(yè)推向市場，因而在研發(fā)成果市場化方面存在一些問題。張云泉認為，如今國內的

11、企業(yè)已經完全有能力、找出科研議題和國內科研機構進行合作，尤其是一些先鋒企業(yè)，完全有能力把科研成果用好，并轉化為競爭力。 </p><p>　　中國超算產業(yè)除了在軟硬件投入方面失衡外，人才緊缺也是行業(yè)的發(fā)展瓶頸。清華大學高性能計算技術研究所所長楊廣文教授曾表示，人才培養(yǎng)與計算機實際需求脫節(jié)，缺乏交叉學科人才，是當前超算人才建設的核心問題。 </p><p>　　楊廣文認為，在超算的使用過程中

12、，超級計算機應用就是超級計算機與其他專業(yè)學科的交叉過程，這需要大量的交叉學科人才。但是當前大學普遍缺乏此類課程，專業(yè)設置較少，很多學校有心無力，正是受制于交叉型學科的缺乏。 </p><p>　　我國超級計算機在硬件發(fā)展上已經處于領先水平，但在軟件開發(fā)上依然任重而道遠。“如果我們的超算能通過不斷提升性能水平，不斷研發(fā)更好的軟件，做出積極的成果反饋國民經濟、社會發(fā)展和科學研究，我相信我們國家下一步會更加支持超級計算