高功能超級算計機,是世界發達國家爭搶的主要制高點,對國家安全、經濟和社會發展,具有舉足輕重的支援作用。因此加速發展超級算計機,推廣超級算計機應用,對于我國科學研究、推動科技創造和促進經濟社會高質量發展意義重大。
40長年來,我國超級算計機履歷了從無到有、從跟跑到局部領先、從關鍵要點專業引進到實現自主可控的艱難發展進程。
勇于突破封閉,我國超算專業不再受制于人
長年來,中、美、日等國在超級算計機領域的競爭,實際便是科技實力與綜合國力的競爭。中國科學院算計專業研究所研究員張云泉說,我國幾代超算人前赴后繼,創新出了不得的奇跡。截至現在,天河二號、神威太湖之光等國產超級算計機,在國際超級算計機大賽上,共拿下10個世界第一。
在國家超級算計無錫中央主任楊廣文的影像中,上世紀70年月,首臺超級算計機問世后,國際上對超級算計機的需求猛增。發達國家在重點產業領域,利用超級算計機贏得了多方面的突破。那時,美國、日本等國在一些關鍵要點專業上,對中國全面封閉。
當時,我國由于沒有高功能的算計機,部門石油礦藏數據和資料不得不用百家樂博弈策略飛機送去國外處理,不僅費用昂貴,而且受制于人。
那時,我國曾向某發達國家提出入口一臺功能不算很高的超級算計機,對方卻回復:必要要為這臺機械建一個六面不透光的安全區,能進入安全區的只能是巴黎統籌組織的工作人員。
1978年,黨的十一屆三中全會召開,拉開了革新開放的序幕。也便是在這一年,我國正式啟動巨型算計機的研制工作。
為什麼要研制自己的巨型算計機?由於中國要搞四個當代化,不能沒有巨型算計機!楊廣文通知科技日報,超級算計機由大批的算計節點組成,每個算計節點由一些CPU(中心處理器)組成,算計節點由高速互聯網絡連結起來。除此之外,整個系統還包含有大規模存儲系統、系統軟件、應用軟件和冷卻系統等。因此短時間內,我國要想在超級算計機要點專業上贏得重大突破、跑活著界前列,不是一件容易事。
然而,我國的科研人員并未被面前的難題嚇倒。那時,他們腦筋里只有一個念頭:趕早造出中國人自己的巨型算計機,專業上不再受制于人。
從1978年到1983年,這5年里,蒙受此項任務的研發團隊,沒日沒夜的頑強拼搏,辦理了無數個根基理論、專業和制造工藝疑問,攻克了數以百計的關鍵專業難關,創新性地提出了雙向量陣列結構并完工整體設計,比原策劃提前一年景功研制出銀河-Ⅰ巨型算計機。
1983年12月26日,我國第一臺億次巨型算計機銀河-Ⅰ正式通過國家專業鑒定,系統到達并過份了預定的功能指標,機械整體不亂可信,且經費只用了原策劃的15。
這標志著中國成為世界上少數幾個能夠獨立設計和研制億次巨型算計機的國家。
面向國家需求,實現真正安全自主可控
從2024年之后,途經15年的高速發展,中國超算實現了安全、自主、可控。楊廣文說。
近10年來,我國從基于自主可控超級算計機系統的軟件與應用、服務于國家特殊需要和高新專業產業發展考慮,重新布局了超級算計機的研制工作。
十三五國家重點研發策劃設立了高功能算計重點專項,在高功能算計機研制、系統軟件及應用等方面給予布局支援。此中,研制神威太湖之光便是國家重點組織開展的一項重大科研任務。
2024年4月22日,江蘇省人民政府正式提出在無錫市建設10億億次超級算計中央,得到科技部的支援;2024年3月5日,科技部批准高機能算計機及應用服務環境(二期)重大項目立項;2024年12月31日,神威太湖之光超級算計機研制完工。
用相關專家的話來說,跟著神威太湖之光超級算計機和申威26010處理器等標志性成績的出現,打破了長期以來國產超級算計機平臺無芯可用的局面,奠定了安全、自主、可控的國產平臺專業根基。
了解到,神威太湖之光超級算計機由40個運算機柜和8個網絡機柜組成。每臺運算機柜涵蓋4個由32塊運算插件組成的超節點,每塊插件由4個運算節點板百家樂押注規則組成,一個運算節點板又涵蓋兩塊申威26010高功能處理器。
一臺機柜就有1024塊處理器,神威太湖之光共有460塊處理器。楊廣文說。
值得一提的是,神威太湖之光也是我國第一臺全部采用國產處理器構建的超級算計機。截至現在,其以每秒93億億次的浮點運算速度,持續4次在環球超級算計機賽事中奪冠。此中,2024年11月,神威太湖之光以較大的運算速度優勢再次奪得世界超算冠軍ai百家樂,基于該超級算計機運行的高功能算計應用項目獲得國際高功能算計應用領域最高獎戈登貝爾獎,成為我國高功能算計應用發展的一個里程碑式的功績。
讓基于自主可控超級算計機系統的軟件與應用登上國際巔峰,做強國產軟件,這是我們超算人的追求與理想。國家超級算計無錫中央研發中央主任甘霖說。
競賽應用程度,讓大機械發揮出傑作用
超級算計機為辦理工程和科學中的重大困難而生。國家超級算計無錫中央副主任付昊桓說,衡量超級算計機的價值,不能只看運算速度,還要看應用程度。
競賽誰的超級算計機跑得更快,這種比拼曾一度在中、美、日、韓等國之間進行。不過,目前大家比的是,超級算計效能被用在什麼領域,這成為如今競爭的關鍵點。楊廣文說。
那麼,該如何讓大機械發揮出大威力?
在楊廣文看來,國家超級算計無錫中央重要的職責便是運維,運維的目的便是用好這臺超級算計機。
近7年來,國家超級算計無錫中央的科研團隊不負眾望,將理論與實踐相結合,通過開展跨學科、跨單位的廣泛交叉合作,使基于神威太湖之光系統的并行應用成績頻出。此中,利用神威太湖之光超級算計機每秒10億億次的超百家樂如何投注強算計力,研發出的有關氣候模擬、地震模擬、工業仿真、生物醫藥等領域的一系列國產應用軟件,助力我國根基研究和工程創造,呈現了國產超級算計機硬件與軟件相結合的巨大潛力。
2024年11月17日,在美國丹佛舉行的環球超級算計大會上,由中國科研團隊完工的非線性地震模擬再獲戈登貝爾獎。利用神威太湖之光的強盛算計才幹,該團隊勝利地設計實現了高可擴展性的非線性地震模擬工具。該工具首次實現了對唐山大地震發作過程的高區分率準確模擬,使得科學家可以更好地懂得唐山大地震所造成的陰礙,并對未來地震預防預計等具有主要的借鑒意義。
此外,楊廣文表示,超級算計機還能為人工智能領域的深度吸取服務。目前,很多IT公司的專業擔當人找到我們,重要由於我們開闢了大批基于深度吸取算法的并行軟件,研發了一個深度吸取平臺sCaffe。現在,我們已開展的、基于超級算計機的深度吸取應用,包含有圍棋、語音辨別、醫學圖像辨別、遙感圖像分類、地震波余震特征辨別、大規模冷凍電鏡生物大分子模子高精度重構等。楊廣文說。
楊廣文通知,現在國家超級算計無錫中央神威太湖之光系統運行不亂,用戶數目連續不斷增加,機械利用率已過份50%,已完工200多項百萬核大型疑問的求解任務,涉及航空航天、進步制造、生物醫藥、新材料、新能源等重點領域,有效地支援了國家科學研究與產業創造。
這些主要的應用成績在內地外引起了巨大迴響,這證明神威太湖之光能夠支援具有戰略需求的挑戰性應用,并向世界呈現了中國超級算計機的國際身份和主要陰礙力。
值得一提的是,比年來,國家超級算計無錫中央高度珍視人才引進與培育。現在,該中央擁有內地外特聘專家30余人,技術涉及算計機軟硬件開闢、天氣氣候、生物基因、海洋物理、力學、大數據、云算計等。此外,該中央每年還蒙受清華大學在讀博士生、碩士生的教養任務。
楊廣文表示,未來我國科研團隊將繼續圍繞提拔國家科技創造才幹,以神威太湖之光超級算計機為根基,進一步辦理氣候、環境、生命、材料和制造等領域的重大科學疑問,研究高功能算計的要點專業、提拔高功能算計的應用程度、教養高功能算計人才,為我國根基研究及產業發展提供強有力的支撐。