来源:猛犸新闻·东方今报

  原标题:《郑州超算中心正式“入列”!如何更好服务河南?专家这样建议》

  猛犸新闻·东方今报首席记者 王姝/文图

  近日,科技部印发《关于国家超级计算郑州中心通过验收的函》,批复同意国家超级计算郑州中心通过验收并纳入国家超级计算中心序列管理。至此,郑州中心正式成为继天津、长沙、深圳、济南、广州、无锡之后全国第7家国家超级计算中心,也是河南省首个国家级重大科研基础设施。

  超算中心怎样工作?它的建成及运营,将为河南带来哪些利好?基于目前国内超算中心运营情况,哪些经验值得其借鉴?12月4日,猛犸新闻·东方今报采访了相关专家。

  中国“超算”:正处于高速发展阶段,在应用软件的开发能力和商业化运营上略有不足

  在郑州国家高新技术产业开发区长椿路与枫杨街交叉口,坐落着一个极具科技感的现代建筑,与郑州大学隔街相望;旁边的郑州大学科技园,则是郑洛新国家自主创新示范区的重要组成部分。

  这个建筑是国家超级计算郑州中心项目所在地。三座建筑群,仿佛形成了一个科研“金三角”,在河南产业升级和转型发展的重要关口,在深入实施创新驱动发展战略,打造中西部地区科技创新高地方面发挥着重要作用。

  尽管已有多年发展历史,超算中心对于大众来说,仍是一个比较陌生的词汇。超级计算,简称超算,也叫高性能计算。高性能计算机是一种性能比普通计算机高的计算机,它内部配置了多个处理器,共同组成高性能计算机的一部分,通过多台计算机也可以实现高性能计算操作,高性能计算机需要在相应的高性能计算系统或者环境当中运行。而高性能计算则是指通常使用很多处理器(作为单个机器的一部分)或者某一集群中组织的几台计算机(作为单个计算资源操作)的计算系统和环境。

  在我国,超算发展情况如何?中科院计算技术研究所大数据研究院院长、研究员、博士生导师王元卓介绍,目前,我国超算与国民经济、工业企业创新、国防科技、国家安全等国计民生的方方面面都息息相关。

  “我国超算领域正处于高速发展的上升阶段,汽车制造、航天、发动机、地质勘探等各个行业已经开始广泛使用超算技术,通过超算设计、改善国产企业的产品模型。”王元卓告诉记者,近10年来,我国超算的建设和运营发展在国家科技计划的大力支持下,坚持国内超算环境的建设坚持公共性服务平台的属性,取得了阶段性的丰硕成果,减少了由地方、行业或者企业自建超算中心而造成的资源重复投入的弊端。但公共性的超算中心往往在应用软件的开发能力和商业化运营上略有不足,运维费用和基础设施的升级依赖于外部政策性投入,因此往往给社会民众造成偏基础设施运维、投入大产出少的印象。

  “未来,国内超算中心要寻求可持续性发展,可在服务于国家、地方重大应用需求外,与用户合作加强基础应用软件的开发能力,并且跨出地方性服务范畴,将相关应用的开发经验、成果与行业、产业界横向辐射和联结,充分发挥超算中心对弥补产业软性短板、支撑产业经济发展的重要作用。”他说。

  郑州“超算”:理论峰值计算能力每秒10亿亿次,将为全省企事业单位提供计算服务和数据处理服务

  国家超级计算郑州中心有多牛?据官网介绍,该中心于2020年建成并投入运行,理论峰值计算能力达到100PFlops(每秒10亿亿次——笔者注),存储系统容量100PB,网络系统带宽200Gb/s,网络延迟微秒级;同时配备国产安全可靠的云计算平台、高性能计算集群管理调度平台、人工智能平台以及专业的在线运维平台,提供类型多样的先进计算服务;采用绿色节能的浸没式相变液冷冷却技术,PUE值小于1.04。

  据悉,该中心将以应用需求为导向,立足河南、服务全国,为全省企业、高等院校、科研机构等各类企事业单位提供强大计算服务和数据处理服务,重点围绕数字经济、社会管理、精准医学、生物育种、环境治理、高端装备、人工智能、国土资源管理等方面开展重点特色应用,着力建设成为引领新经济快速发展的“高速引擎”、服务黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的“超级大脑”、会聚和培养高性能计算人才“高地”,为我省乃至周边地区经济社会发展提供强大算力支撑,为提升中部地区国家重大信息基础设施水平和能力作出应有贡献。

  那么,目前运营情况如何?记者获悉,在超算中心建设过程中,河南省坚持建设工作和应用培育“双线并行”,首批已部署了作物分子设计育种、精准高性能天气预报、关键零部件抗疲劳数字制造等一批重点应用。

  “超算中心具有鲜明的公共性、动态性、自治性和开放性等基础设施平台的特征,因此超算中心是一个资源汇聚、技术创新和人员交流的支撑平台,可以提升区域科研水平,增强企业的核心竞争力,进而推动地方经济建设。”王元卓说。他认为,河南正在建设具有河南特色、中原特色的超算中心,将其打造成聚焦于不同学科领域的合作交流平台、人才培养平台和应用开发平台,形成科技创新带动的产业化集群中心,更多地辐射和服务于区域产业结构的升级,带动区域经济转型升级和社会民生服务。

  他山之石:其他6个国家超级计算中心布局各有侧重

  虽然已“入列”,目前国家超级计算郑州中心相关信息尚未接入中国国家网格官网。12月4日,记者在中国科学院计算机网络信息中心网站看到,目前该网站接入之前6个国家超级计算中心简介。

  它们发展情况如何?据网站显示,这些超算中心发展各有侧重。

  国家超级计算无锡中心拥有世界上首台峰值运算性能超过每秒十亿亿次浮点运算能力的超级计算机——“神威·太湖之光”,运算系统全面采用了国产“申威26010”众核处理器,也是我国第一台全部采用国产处理器构建的世界排名第一的超级计算机。面向生物医药、海洋科学、油气勘探、气候气象、金融分析、信息安全、工业设计、动漫渲染等领域提供计算和技术支持服务,承接国家、省部等重大科技或工程项目,为我国科技创新和经济发展提供平台支撑。

  国家超级计算天津中心装备有峰值性能达每秒4700万亿次的“天河一号”高效能计算机系统,该系统在2010的HPC TOP500排名中位列世界第一。另外装备有计算性能达到百万亿次的天河-天腾(TH-1)系统;包含128个Intel-EX5675 CPU的天河-天翔系统;以及包含96个CPU的天河-天驰系统。服务于石油勘探、动漫渲染、生物医药、天气预报、海洋环境工程、遥感数据处理等多个领域。

  国家超级计算济南中心装备神威蓝光超级计算机,系统持续性能为每秒796万亿次,是我国第一台完全采用自主研制的多核处理器构建的千万亿次超级计算系统。在海洋科学与产业、金融风险分析、药物筛选、气候气象、石油勘探、生物信息、工业设计、智慧城市等领域开展应用。

  国家超级计算深圳中心配备“星云”超级计算机, 2010年5月以运算速度每秒1271万亿次(理论峰值为每秒3000万亿次)排名世界第二。以超级计算机为平台,以云计算为方向,开展存储、虚拟化、负载均衡、超大规模科学计算、工程仿真和图形图像处理领域的研究,以及针对大规模用户的云办公、云桌面等云应用方面的研究。

  国家超级计算长沙中心核心平台为国防科技大学研制的TH-1HN系统,全系统峰值计算性能每秒1372万亿次,Linpack测试浮点计算性能每秒763.9万亿次,磁盘总容量1.47PB。在科学研究、信息服务、装备制造等领域产生了重要的应用效益。

  国家超级计算广州中心配置天河二号系统,一期峰值计算速度每秒5.49亿亿次,持续计算速度每秒3.39亿亿次,能效比每瓦特19亿次双精度浮点运算。拥有材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、天文、地球科学与环境工程计算等多个应用服务平台。目前,超算系统计算能力升级至100PF。

  专家建议:进一步划分等级和客户群,提供不同规模、性能的定制化超算服务

  基于目前国内超算中心做的较好的案例,河南适合借鉴哪些经验?王元卓认为,可以从模式、技术和协同方面参考。

  在模式创新方面,他认为,应以企业作为投资运营主体,政府在政策上予以指导和支持,协同推进当地产业数字化转型,以应用需求为主线,以超算产业化为目标,加强超算产业生态链的建设。

  在技术创新方面,他建议深刻理解市场需求,结合产业和用户迫切需求进行技术研发布局,坚持自主创新,发展与应用安全可控的核心技术;对企业的高端技术进行技术下移,支持企业设计与开发一流品质的产品,将超算产业市场推广和产业辐射的重任交给企业。

  用户的规模不同、需求不同,对技术能力的要求不同,运维的复杂程度不同、成本也不同。在协同创新方面,王元卓认为,面对这么多不同,超算应当进一步划分等级和客户群,针对不同客户、不同应用场景提供不同规模、性能的定制化超算服务,在为客户服务的过程中,结合实际应用场景,在AI计算、工业互联网等领域与客户加强合作,共同成长,变客户为生态伙伴,协同推进区域产业的数字化升级。

  “国家超算面向大型、重要的用户,而商用超算可以解决大量中小型用户的需求。从这个角度说,商用超算是国家超算有益的补充。”他说。