資料圖:中國研發的世界最快計算機“天河二號”。
在近日于德國萊比錫舉行的2013國際超級計算大會上,中國天河二號超級計算機展示了計算模塊樣品,參觀者絡繹不絕,不時有專業人士對計算模塊樣品近距離拍照。
“天河二號成了本次會展的明星”,天河二號副總設計師、國防科技大學計算機學院副院長盧凱教授在展臺告訴本報記者,“前來洽談科研、應用和商業合作的業內人士非常多,品牌效應非常明顯。”
“對于天河二號在世界奪冠,業內反響既驚訝又平靜。”盧凱說,驚訝是因為天河二號的研發速度和性能,遠遠超出了業界預計;平靜則是因為,中國在超級計算機領域的技術實力,已經得到業內認可。“大家不再懷疑中國是否能做出這么先進的機器,而是對天河二號的技術突破以及如何進行后續的研發合作和應用開發非常感興趣。”
用老方法設計一款新車型,從樣品到投入生產,大概需要依次建造80個模型;如果用高性能計算機,通過修改幾個參數,就可以完成所有撞擊測試
“如果說機床是制造機械的機械,那么超級計算機就是實驗室的實驗室,”盧凱向記者解釋天河二號對于科技創新的重要性。“它代表中國從簡單制造、高端制造到產品自主創新這一從產業鏈低端向上游攀登的發展趨勢。”
上海超算中心副主任王普勇教授對記者說,超級計算機不僅代表了最高科技,同時也是中國進行基礎學科研究、技術創新、產品創新、走創新型道路的重要“實驗室”,其帶來的長遠社會經濟效益不可估量。
應用超級計算機的基本原理是通過建立虛擬模型,對原本需要進行物理世界實驗驗證的理論、數據和產品進行模擬實驗。在現代的物理、化學、生物等產生諾貝爾獎的基礎學科領域,做研究均離不開用高性能計算機進行模擬實驗。
超級計算機的應用還與普通人日常生活息息相關。人們使用的手機、電腦等都可通過超級計算機的模擬進行優化和改良。“最明顯的一個例子是汽車模型設計,”王普勇介紹說,用傳統的方法,設計一款新車型,從樣品到投入生產,大概需要依次建造80個模型。如果用高性能計算機來設計,在建立模型之后,通過修改幾個參數,就可以完成所有撞擊測試。“其精確度達到90%!”在這樣的測試基礎之上,只要再按照最后模型進行七八次現實樣車測試,就能誕生一款新車。
在節能環保和氣候變化領域,超級計算機也大有可為。發電機、鼓風機等所有流體葉輪的形狀,都涉及最佳能效問題。據粗略統計,葉輪機械耗電占耗電總量的約1/3。如果通過超級計算機模擬流體機械效能,能提高這些機械哪怕一個百分點的能效,就可以減少巨大的能源浪費。
天津高性能計算中心孟翔飛博士表示,以前進行氣候變化談判時,中國二氧化碳排放對大氣的影響只能聽從其他國家模擬測定的數據。自從中國科學家用天河一號建立了氣候變化模型,中國不僅拿出了自己的氣候影響依據,而且建立的模型還成為國際公認的模型標準,為中國在該領域贏得了話語權。
華中科技大學代表隊搭建的超級計算機奪得“最佳計算性能獎”,并以每秒8.45萬億次的浮點運算速度刷新全球大學生超算競賽的賽事紀錄
“機器有了,如何把機器應用起來,真正發揮創新功能,是接下來主要努力方向。”盧凱說,有了硬件還要有軟件。“超級計算機應用領域很廣,這表明不同領域都要有專門的應用軟件來實現相應功能。”隨著中國產業轉型升級,目前市場對超級計算機應用的需求在不斷增加。
作為高精尖技術,發揮超級計算機“超級”功效,離不開相關人才的培養。盧凱介紹,應用超級計算機通常需要復合型人才,既要懂超級計算機的操作和運用,還要懂相應的學科專業,缺一不可。
本月19日,本次國際超算大會舉辦的國際大學生超級計算競賽成績揭曉,中國華中科技大學6名本科生組成的代表隊搭建的超級計算機奪得“最佳計算性能獎”,并以每秒8.45萬億次的浮點運算速度刷新全球大學生超算競賽的賽事紀錄。此外,清華大學代表隊計算機性能也超過每秒8萬億次的運算速度,位居前三名。
“大學生創造力往往超越了工程師,”贊助兩支中國大學生代表隊的浪潮集團高性能計算總監劉軍說。超算大賽可以激發學生對超算的熱愛,挖掘、培養超算人才,并推進跨國交流。
國際高性能計算咨詢委員會主席吉拉德·沙因納說,去年中國國防科技大學獲得“最佳計算性能獎”,“中國學生連續兩年取得如此優異的成績,體現了中國在超算人才培養方面的投入。”他認為,培養下一代的超級計算機科學家與制造超級計算機本身同樣重要。
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