來源：猛犸新聞·東方今報
原標(biāo)題：《鄭州超算中心正式“入列”！如何更好服務(wù)河南？專家這樣建議》
猛犸新聞·東方今報首席記者 王姝/文圖
近日，科技部印發(fā)《關(guān)于國家超級計(jì)算鄭州中心通過驗(yàn)收的函》，批復(fù)同意國家超級計(jì)算鄭州中心通過驗(yàn)收并納入國家超級計(jì)算中心序列管理。至此，鄭州中心正式成為繼天津、長沙、深圳、濟(jì)南、廣州、無錫之后全國第7家國家超級計(jì)算中心，也是河南省首個國家級重大科研基礎(chǔ)設(shè)施。
超算中心怎樣工作？它的建成及運(yùn)營，將為河南帶來哪些利好？基于目前國內(nèi)超算中心運(yùn)營情況，哪些經(jīng)驗(yàn)值得其借鑒？12月4日，猛犸新聞·東方今報采訪了相關(guān)專家。
中國“超算”：正處于高速發(fā)展階段，在應(yīng)用軟件的開發(fā)能力和商業(yè)化運(yùn)營上略有不足
在鄭州國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)長椿路與楓楊街交叉口，坐落著一個極具科技感的現(xiàn)代建筑，與鄭州大學(xué)隔街相望；旁邊的鄭州大學(xué)科技園，則是鄭洛新國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的重要組成部分。
這個建筑是國家超級計(jì)算鄭州中心項(xiàng)目所在地。三座建筑群，仿佛形成了一個科研“金三角”，在河南產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要關(guān)口，在深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，打造中西部地區(qū)科技創(chuàng)新高地方面發(fā)揮著重要作用。
盡管已有多年發(fā)展歷史，超算中心對于大眾來說，仍是一個比較陌生的詞匯。超級計(jì)算，簡稱超算，也叫高性能計(jì)算。高性能計(jì)算機(jī)是一種性能比普通計(jì)算機(jī)高的計(jì)算機(jī)，它內(nèi)部配置了多個處理器，共同組成高性能計(jì)算機(jī)的一部分，通過多臺計(jì)算機(jī)也可以實(shí)現(xiàn)高性能計(jì)算操作，高性能計(jì)算機(jī)需要在相應(yīng)的高性能計(jì)算系統(tǒng)或者環(huán)境當(dāng)中運(yùn)行。而高性能計(jì)算則是指通常使用很多處理器（作為單個機(jī)器的一部分）或者某一集群中組織的幾臺計(jì)算機(jī)（作為單個計(jì)算資源操作）的計(jì)算系統(tǒng)和環(huán)境。
在我國，超算發(fā)展情況如何？中科院計(jì)算技術(shù)研究所大數(shù)據(jù)研究院院長、研究員、博士生導(dǎo)師王元卓介紹，目前，我國超算與國民經(jīng)濟(jì)、工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新、國防科技、國家安全等國計(jì)民生的方方面面都息息相關(guān)。
“我國超算領(lǐng)域正處于高速發(fā)展的上升階段，汽車制造、航天、發(fā)動機(jī)、地質(zhì)勘探等各個行業(yè)已經(jīng)開始廣泛使用超算技術(shù)，通過超算設(shè)計(jì)、改善國產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品模型。”王元卓告訴記者，近10年來，我國超算的建設(shè)和運(yùn)營發(fā)展在國家科技計(jì)劃的大力支持下，堅(jiān)持國內(nèi)超算環(huán)境的建設(shè)堅(jiān)持公共性服務(wù)平臺的屬性，取得了階段性的豐碩成果，減少了由地方、行業(yè)或者企業(yè)自建超算中心而造成的資源重復(fù)投入的弊端。但公共性的超算中心往往在應(yīng)用軟件的開發(fā)能力和商業(yè)化運(yùn)營上略有不足，運(yùn)維費(fèi)用和基礎(chǔ)設(shè)施的升級依賴于外部政策性投入，因此往往給社會民眾造成偏基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維、投入大產(chǎn)出少的印象。
“未來，國內(nèi)超算中心要尋求可持續(xù)性發(fā)展，可在服務(wù)于國家、地方重大應(yīng)用需求外，與用戶合作加強(qiáng)基礎(chǔ)應(yīng)用軟件的開發(fā)能力，并且跨出地方性服務(wù)范疇，將相關(guān)應(yīng)用的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)、成果與行業(yè)、產(chǎn)業(yè)界橫向輻射和聯(lián)結(jié)，充分發(fā)揮超算中心對彌補(bǔ)產(chǎn)業(yè)軟性短板、支撐產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。”他說。
鄭州“超算”：理論峰值計(jì)算能力每秒10億億次，將為全省企事業(yè)單位提供計(jì)算服務(wù)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)
國家超級計(jì)算鄭州中心有多牛？據(jù)官網(wǎng)介紹，該中心于2020年建成并投入運(yùn)行，理論峰值計(jì)算能力達(dá)到100PFlops（每秒10億億次——筆者注），存儲系統(tǒng)容量100PB，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)帶寬200Gb/s，網(wǎng)絡(luò)延遲微秒級；同時配備國產(chǎn)安全可靠的云計(jì)算平臺、高性能計(jì)算集群管理調(diào)度平臺、人工智能平臺以及專業(yè)的在線運(yùn)維平臺，提供類型多樣的先進(jìn)計(jì)算服務(wù)；采用綠色節(jié)能的浸沒式相變液冷冷卻技術(shù)，PUE值小于1.04。
據(jù)悉，該中心將以應(yīng)用需求為導(dǎo)向，立足河南、服務(wù)全國，為全省企業(yè)、高等院校、科研機(jī)構(gòu)等各類企事業(yè)單位提供強(qiáng)大計(jì)算服務(wù)和數(shù)據(jù)處理服務(wù)，重點(diǎn)圍繞數(shù)字經(jīng)濟(jì)、社會管理、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、生物育種、環(huán)境治理、高端裝備、人工智能、國土資源管理等方面開展重點(diǎn)特色應(yīng)用，著力建設(shè)成為引領(lǐng)新經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的“高速引擎”、服務(wù)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略的“超級大腦”、會聚和培養(yǎng)高性能計(jì)算人才“高地”，為我省乃至周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供強(qiáng)大算力支撐，為提升中部地區(qū)國家重大信息基礎(chǔ)設(shè)施水平和能力作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
那么，目前運(yùn)營情況如何？記者獲悉，在超算中心建設(shè)過程中，河南省堅(jiān)持建設(shè)工作和應(yīng)用培育“雙線并行”，首批已部署了作物分子設(shè)計(jì)育種、精準(zhǔn)高性能天氣預(yù)報、關(guān)鍵零部件抗疲勞數(shù)字制造等一批重點(diǎn)應(yīng)用。
“超算中心具有鮮明的公共性、動態(tài)性、自治性和開放性等基礎(chǔ)設(shè)施平臺的特征，因此超算中心是一個資源匯聚、技術(shù)創(chuàng)新和人員交流的支撐平臺，可以提升區(qū)域科研水平，增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力，進(jìn)而推動地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)。”王元卓說。他認(rèn)為，河南正在建設(shè)具有河南特色、中原特色的超算中心，將其打造成聚焦于不同學(xué)科領(lǐng)域的合作交流平臺、人才培養(yǎng)平臺和應(yīng)用開發(fā)平臺，形成科技創(chuàng)新帶動的產(chǎn)業(yè)化集群中心，更多地輻射和服務(wù)于區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級和社會民生服務(wù)。
他山之石：其他6個國家超級計(jì)算中心布局各有側(cè)重
雖然已“入列”，目前國家超級計(jì)算鄭州中心相關(guān)信息尚未接入中國國家網(wǎng)格官網(wǎng)。12月4日，記者在中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心網(wǎng)站看到，目前該網(wǎng)站接入之前6個國家超級計(jì)算中心簡介。
它們發(fā)展情況如何？據(jù)網(wǎng)站顯示，這些超算中心發(fā)展各有側(cè)重。
國家超級計(jì)算無錫中心擁有世界上首臺峰值運(yùn)算性能超過每秒十億億次浮點(diǎn)運(yùn)算能力的超級計(jì)算機(jī)——“神威·太湖之光”，運(yùn)算系統(tǒng)全面采用了國產(chǎn)“申威26010”眾核處理器，也是我國第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界排名第一的超級計(jì)算機(jī)。面向生物醫(yī)藥、海洋科學(xué)、油氣勘探、氣候氣象、金融分析、信息安全、工業(yè)設(shè)計(jì)、動漫渲染等領(lǐng)域提供計(jì)算和技術(shù)支持服務(wù)，承接國家、省部等重大科技或工程項(xiàng)目，為我國科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供平臺支撐。
國家超級計(jì)算天津中心裝備有峰值性能達(dá)每秒4700萬億次的“天河一號”高效能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在2010的HPC TOP500排名中位列世界第一。另外裝備有計(jì)算性能達(dá)到百萬億次的天河-天騰（TH-1）系統(tǒng)；包含128個Intel-EX5675 CPU的天河-天翔系統(tǒng)；以及包含96個CPU的天河-天馳系統(tǒng)。服務(wù)于石油勘探、動漫渲染、生物醫(yī)藥、天氣預(yù)報、海洋環(huán)境工程、遙感數(shù)據(jù)處理等多個領(lǐng)域。
國家超級計(jì)算濟(jì)南中心裝備神威藍(lán)光超級計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)持續(xù)性能為每秒796萬億次，是我國第一臺完全采用自主研制的多核處理器構(gòu)建的千萬億次超級計(jì)算系統(tǒng)。在海洋科學(xué)與產(chǎn)業(yè)、金融風(fēng)險分析、藥物篩選、氣候氣象、石油勘探、生物信息、工業(yè)設(shè)計(jì)、智慧城市等領(lǐng)域開展應(yīng)用。
國家超級計(jì)算深圳中心配備“星云”超級計(jì)算機(jī)， 2010年5月以運(yùn)算速度每秒1271萬億次（理論峰值為每秒3000萬億次）排名世界第二。以超級計(jì)算機(jī)為平臺，以云計(jì)算為方向，開展存儲、虛擬化、負(fù)載均衡、超大規(guī)模科學(xué)計(jì)算、工程仿真和圖形圖像處理領(lǐng)域的研究，以及針對大規(guī)模用戶的云辦公、云桌面等云應(yīng)用方面的研究。
國家超級計(jì)算長沙中心核心平臺為國防科技大學(xué)研制的TH-1HN系統(tǒng)，全系統(tǒng)峰值計(jì)算性能每秒1372萬億次，Linpack測試浮點(diǎn)計(jì)算性能每秒763.9萬億次，磁盤總?cè)萘?.47PB。在科學(xué)研究、信息服務(wù)、裝備制造等領(lǐng)域產(chǎn)生了重要的應(yīng)用效益。
國家超級計(jì)算廣州中心配置天河二號系統(tǒng)，一期峰值計(jì)算速度每秒5.49億億次，持續(xù)計(jì)算速度每秒3.39億億次，能效比每瓦特19億次雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算。擁有材料科學(xué)與工程計(jì)算、生物計(jì)算與個性化醫(yī)療、天文、地球科學(xué)與環(huán)境工程計(jì)算等多個應(yīng)用服務(wù)平臺。目前，超算系統(tǒng)計(jì)算能力升級至100PF。
專家建議：進(jìn)一步劃分等級和客戶群，提供不同規(guī)模、性能的定制化超算服務(wù)
基于目前國內(nèi)超算中心做的較好的案例，河南適合借鑒哪些經(jīng)驗(yàn)？王元卓認(rèn)為，可以從模式、技術(shù)和協(xié)同方面參考。
在模式創(chuàng)新方面，他認(rèn)為，應(yīng)以企業(yè)作為投資運(yùn)營主體，政府在政策上予以指導(dǎo)和支持，協(xié)同推進(jìn)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以應(yīng)用需求為主線，以超算產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，加強(qiáng)超算產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈的建設(shè)。
在技術(shù)創(chuàng)新方面，他建議深刻理解市場需求，結(jié)合產(chǎn)業(yè)和用戶迫切需求進(jìn)行技術(shù)研發(fā)布局，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，發(fā)展與應(yīng)用安全可控的核心技術(shù)；對企業(yè)的高端技術(shù)進(jìn)行技術(shù)下移，支持企業(yè)設(shè)計(jì)與開發(fā)一流品質(zhì)的產(chǎn)品，將超算產(chǎn)業(yè)市場推廣和產(chǎn)業(yè)輻射的重任交給企業(yè)。
用戶的規(guī)模不同、需求不同，對技術(shù)能力的要求不同，運(yùn)維的復(fù)雜程度不同、成本也不同。在協(xié)同創(chuàng)新方面，王元卓認(rèn)為，面對這么多不同，超算應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步劃分等級和客戶群，針對不同客戶、不同應(yīng)用場景提供不同規(guī)模、性能的定制化超算服務(wù)，在為客戶服務(wù)的過程中，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，在AI計(jì)算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域與客戶加強(qiáng)合作，共同成長，變客戶為生態(tài)伙伴，協(xié)同推進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化升級。
“國家超算面向大型、重要的用戶，而商用超算可以解決大量中小型用戶的需求。從這個角度說，商用超算是國家超算有益的補(bǔ)充。”他說。
