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超算互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建更大“超算宇宙”

2022/10/2 14:21:06

來源:互聯(lián)網(wǎng)

  光與電的碰撞間,計算速度正升至越來越高的位置。2016年,一臺國產(chǎn)超級計算機斬獲了多項國際級大獎,讓世界領(lǐng)略到“中國速度”,也讓全球記住了它的名字:“神威·太湖之光”。如今手握計算的“超級法寶”,“神威·太湖之光”的運營方國家超級計算無錫中心正積極組建超算互聯(lián)網(wǎng),促使多臺超級計算機構(gòu)成宏大“超算宇宙”。今年7月,國家超級計算中心無錫中心鹽城分中心揭牌,將打造一個設(shè)施一流、功能齊全的高性能計算服務(wù)平臺。鹽城分中心是搭建超算互聯(lián)網(wǎng)的第一步,連接完成后,在無錫就可以輕松調(diào)度鹽城的算力,讓兩臺計算機共同求解一個任務(wù)。

  全國產(chǎn)化研發(fā),超快速度譜寫中國傳奇

  這臺超級計算機到底有多快?數(shù)據(jù)來看,由全國產(chǎn)系統(tǒng)“申威26010”處理器構(gòu)建的超級計算機,峰值性能超過125petaflops。系統(tǒng)峰值性能12.5億億次,持續(xù)性能9.3億億次,性能功耗比每瓦特60.5億次。超算中心主任楊廣文的形容十分具體: “1分鐘的計算能力,大約是全球70多億人同時用計算器不間斷計算32年。”

  算力之高,在于計算機實現(xiàn)了多核并行。如今,一臺擁有少量cpu的計算機已經(jīng)不能滿足當(dāng)下愈發(fā)復(fù)雜的計算需求?!拔覀冞@臺機器一共有40960個芯片,將近1100萬個核。計算機運行起來的時候,相當(dāng)于同時調(diào)動了1100萬個核來處理事情,這是一個非常艱巨的工作?!睏顝V文說。建造關(guān)鍵技術(shù)自主可控的國產(chǎn)化超級計算機,是大勢所趨。

  值得欣喜的是,數(shù)年后這個裝配了國產(chǎn)芯的計算機“鋒利如初”,持續(xù)在國家級課題上大顯身手:近日,超算中心的高萍博士申請的青年科學(xué)基金項目順利獲批,項目“面向大規(guī)模二維材料體系的千萬核可擴展分子動力學(xué)模擬算法研究”,利用“神威·太湖之光”的強大計算能力,以期推動材料科學(xué)領(lǐng)域的研究。

  用好計算“法寶”,增強國家“科學(xué)話語權(quán)”

  “神威·太湖之光”的榮譽榜上,不僅連續(xù)四次問鼎世界超級計算機top500榜單,更有基于“神威·太湖之光”系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用“千萬核可擴展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬”與“非線性地震模擬”兩次獲得世界高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎——“戈登·貝爾”獎。

  用最好的計算機,解決最核心的問題,得到最漂亮的結(jié)果,楊廣文如此形容超算中心近200人團隊的核心工作。這個計算界的“法寶”,正為越來越多的重要項目提供支撐。在清華大學(xué)、北京師范大學(xué)的接力攻關(guān)下,利用“神威·太湖之光”實現(xiàn)了全球3公里高分辨率地球系統(tǒng)數(shù)值模擬成果,不僅全面提高我國應(yīng)對極端氣候事件和自然災(zāi)害的減災(zāi)防災(zāi)能力,還大大增強了中國在全球溫室氣體減排談判中的“科學(xué)話語權(quán)”。

  超級計算機的應(yīng)用圖譜中,有針對國家重大需求問題的“頂天”工作,也有促進應(yīng)用的“立地”工作。風(fēng)力、太陽能發(fā)電曾因為供電量不穩(wěn)定而被視為“垃圾電”,借助超強算力實現(xiàn)更精準(zhǔn)的預(yù)測后,重要性慢慢提升?!爸挥泄浪愕臏?zhǔn)確度超過80%才能夠使新能源所發(fā)的電并入國家電網(wǎng),有效節(jié)約火力發(fā)電?!睏顝V文說。其實,大到燃?xì)廨啓C、船舶等重大裝備的研發(fā),小到基因測序,都可以通過超算的算力完成——涉及的領(lǐng)域包含船舶工程、新材料新能源等20多個。

  宏大“超算宇宙”,從算力支持轉(zhuǎn)為算力服務(wù)

  超算中心內(nèi),包括周捍瓏在內(nèi)的一批工程師,正在組建超算互聯(lián)網(wǎng)原型項目——可以將其想象為“超算宇宙”的連接器。原型項目可支持未來網(wǎng)絡(luò)帶寬升級和接入更多符合條件的國家級及其他各級超算中心、資源供應(yīng)商與用戶單位。簡單來說,能夠有效調(diào)動有空檔期的超算資源,讓用戶基于一個平臺調(diào)用多個相隔數(shù)千公里的計算機。上述鹽城分中心將率先驗證、應(yīng)用超算互聯(lián)網(wǎng),未來算力網(wǎng)將與更多超級計算機聯(lián)動,構(gòu)建龐大的“超算宇宙”。

  龐大“超算宇宙”的終極目的,連接多臺計算機并肩“作戰(zhàn)”。正如鹽城分中心的建造目的:讓超級計算機產(chǎn)業(yè)化?!斑@臺計算機的使用是有門檻的,像遠(yuǎn)景、商發(fā)這樣的大企業(yè),有能力自研仿真軟件,我們可以在它們的基礎(chǔ)上為軟件做高性能改造,用我們的算力來‘跑’軟件,提高仿真的并行規(guī)模和效率。但不少需要算力的中小科技型企業(yè)甚至不知道如何使用超算這個工具?!敝芎喘囌f。

  算力真正“下沉”的前提是超算與企業(yè)合作的思路從“硬件端”轉(zhuǎn)向“服務(wù)端”?!拔覀冡槍μ囟ㄐ袠I(yè)、特定場景開發(fā)了多款定制app,就像一個計算公式,用戶只要輸入?yún)?shù)就可以基于超算強大算力完成工業(yè)仿真?!敝芎喘囌f。鹽城分中心試水成功之后,超算互聯(lián)網(wǎng)將聯(lián)動來自北京、廣東等多地的超級計算機,為制造業(yè)升級轉(zhuǎn)型提供重大利好。

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