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揭秘支撑上海科创的“超级大脑”

文章导读: 作为支撑上海科技创新的“超级大脑”——上海超级计算中心正在推进计算资源的升级扩容,今年将提速6倍,实现每秒2500万亿次计算能力,未来将落户正在建设中的张江综合性国家科学中心。

p46 上海超级计算中心

上海超级计算中心

《中国经济周刊》 记者 宋杰 |上海报道

(本文刊发于《中国经济周刊》2017年第12期)

超级计算机,又名“高性能计算机”,每秒运行百万亿次是它的看家本领。

理论推导、实验测试、计算模拟是当今科技创新的三大主要手段。超级计算机作为计算模拟的主要工具,是不可或缺的科研基础设施,也是国家科技创新体系的重要组成部分,已成为世界各国特别是发达国家竞相争夺的战略制高点。

据悉,作为支撑上海科技创新的“超级大脑”——上海超级计算中心正在推进计算资源的升级扩容,今年将提速6倍,实现每秒2500万亿次计算能力,未来将落户正在建设中的张江综合性国家科学中心。2020年将力争“E级机”(每秒可计算百亿亿次的超级计算机)落户上海,为科创中心建设提供高性能计算和数据处理支撑。

上海超算中心能做什么?

上海超级计算中心(下称“上海超算中心”)成立于2000年,其使命是满足基础科学研究的高性能计算需求,同时支持工业创新等其他社会各类用户的高性能计算需求。在未来的张江综合性实验室的大科学设施群中,又可为其他大科学设施提供计算支持,支撑国家科学中心体系内大科学装置的研制和应用。

在上海这一“超算大脑”的帮助下, 中国科学院上海应用物理研究所高嶷研究员团队通过建立一个新型理论模型,有效模拟了水汽环境对金属纳米颗粒结构形貌的影响。

在智慧城市建设方面,上海超算中心是重要的公共资源服务平台,其支撑着上海环境监测中心的长三角区域预报系统,在2016年9月G20峰会期间,更是全力支持和保障环境监测中心对G20区域空气质量的预报工作。当时,在计算资源严重紧张的情况下,单独为环境监测中心划出专属计算队列和存储空间。2016年下半年环境监测中心合计使用了计算资源124万核小时。

“超算大脑”在商用方面更接地气,慕名而来的企业络绎不绝。记者在上海超算中心一楼机房外的屏幕上看到,红、绿两色色块的比重各占一半,红色表示排队,绿色表示运行。“永远都有用户在排队,这是这座国内运营时间最长的超算中心的常态。”上海超算中心主任周曦民向记者介绍说。

上海超算中心的“客户”之一——金棕榈旅游大数据研究院主要专注于旅游数据服务与咨询,包括旅游市场监测、大屏幕监控、行业咨询与预测等。上海超级计算中心综合管理部部长林薇向记者介绍,“地震时可以通过实时数据监控马上得知有多少中国团队在震区。比如2015年尼泊尔地震,在中国领馆还没有掌握数据的情况下,我们通过旅游智慧大数据的屏幕马上就知道当地有多少团队,同时所有导游的手机号码都会在大屏幕上显示出来。”

林薇说,“旅游公司也愿意与金棕榈合作,因为其每年会提供大数据报告,为企业提供营销策略。 2015年,金棕榈刚起步时,小型服务器对他们而言已经足够,在规模变大后,从去年开始服务器就放在上海超算中心。”

此外,上海“超算大脑”还为企业产品研发提供仿真模拟数据以提高生产过程中的产品质量。例如在汽车领域,上海世科嘉车辆技术研发有限公司已长期运用上海超算中心的资源作为他们研发新车、优化新车设计方案的重要工具,如其通过CAE(计算机辅助工程)为某一款新车侧面碰撞做优化分析,得出的结论是车身结构变形合理,B柱(指在驾驶舱的前座和后座之间,从车顶延伸到车底部的竖梁)和车门侵入量小,而且适当减重,假人伤害值较小。

国内“最老”超算中心被赶超,新超算中心落子张江

上海超算中心齐全的软件、快速的计算资源为企业缩减成本、提高效益起到了重要作用。但上海超算中心首席科学计算工程师王涛坦言,近年来,上海超算中心仅有0.4千万亿次/秒的计算能力,相比世界排名第一的计算机12.5亿亿次/秒的计算能力,“的确落后了”。

放眼全国,大规模的超算中心有10多家,其中广州超算中心、深圳超算中心、济南超算中心、湖南大学超算中心、天津超算中心、无锡超算中心的计算量级都很大。

虽然上海超算中心成立最早,并且在2000年到2008年间,也是全国唯一一家超算中心,但在此后,各地超算中心追赶速度更快。去年登顶全球最快计算机排行榜Top500榜首的“神威·太湖之光”就位于无锡超算中心,其每秒运算9.3亿亿次,峰值性能高达每秒12.54亿亿次,是上海超算中心升级后的“魔方”的25倍。??

虽然在一段时间内,上海超算中心用出色的运维能力弥补了计算能力的不足,但作为上海张江综合性国家科学中心的计算能力提供方和数据支持方,运算能力的不足依然是上海超算中心的“短板”。此外,科学对高性能计算的依赖与日俱增,即使是上海光源、蛋白质中心等为全世界科学家提供服务的公共研发平台,也需要借助计算能力。

按照上海超算中心计算资源建设三步走的发展规划,第一步在2017年将实现每秒2500万亿次计算能力的部署,填补计算资源缺口,初步满足上海快速增长的计算需求,为上海国家科学中心启动阶段的相关机构、基础科学研究、工业企业和公共领域提供服务。第二步,上海超算中心已经参与了科技部主导的下一代E级高性能计算机原型系统研制项目,并将于2018年中部署E级预研机系统及应用。第三步是积极引进“E级机”或更高性能的超级计算机落户上海为国家科学中心服务,目前其已和张江集团初步规划了未来引进更高性能计算资源后新超算中心在土地、基建及电力等方面的建设方案。

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2017年第12期《中国经济周刊》封面

2017年第12期《中国经济周刊》封面

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(网络编辑:张芳超)
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