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理性看待超級計算機全球第一
第三十六期全球超級計算機500強排行榜日前在美國新奧爾良正式發布，我國首次有兩台超級計算機位列三甲。由國防科學技術大學研製的“天河一號”二期係統以實測運算速度每秒2570萬億次位居榜首，由中科院計算所和曙光公司研製的“曙光星雲”以實測運算速度每秒1270萬億次位居第三。; ?# S' ?0 t/ m, w% I8 N7 H3 d
如何理性看待此次突破？我國高性能計算機產業還存在哪些不足？如何在未來的激烈競爭中趕超發達國家？本報記者采訪了多位專家。1 Z! i) Y. [9 `9 L- i
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“第一”來之不易
近幾年的連續突破，其實經過了幾代人數十年的不懈努力9 B7 U: Q/ ~6 o/ L5 C5 E
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“我國的高端信息技術和產業還處在發展過程中，‘天河一號’此次奪魁，是曆史性的突破，實屬不易。”“天河一號”工程辦主任李楠研究員說，我國在超級計算機領域的突破向世界證明，隻要我們找準突破口，堅持自主創新，就能夠研製出具有世界領先水平的產品。
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“超級計算機是‘計算機領域的珠穆朗瑪峰’，代表著世界信息技術的戰略製高點，是一個國家科技發展水平和綜合國力的重要標誌。”中科院計算所副所長、曙光首席科學家孫凝暉研究員告訴記者：“很多人都不了解，我們近幾年的連續突破，其實經過了幾代人數十年的不懈努力。從上世紀50年代開始，我國科學家一直在不斷追趕。”+ v G( b4 p; }: U) y: y+ V
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中科院計算所所長李國傑院士，至今清楚地記得1992年在美國封閉開發“曙光一號”時的情景：11個月的時間，核心開發小組甚至沒有遊覽一下附近的街道和商店。如此忘我投入，是基於一種急迫追趕的心情——當時中國高性能計算機和美國的差距超過10年。
從最初的不甘落後，到創業階段的艱苦探索，再到如今追趕超越，我國走出了一條經濟可行的產業化之路。在此次全球500強排行榜中，中國有41席，總體占有率8.2%，位居第二。
成就理性看待——
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雖然在計算速度方麵已走到世界前列，但是在技術水平上還不能這麼說
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“我們對取得的成績要有一個理性的判斷，不能沾沾自喜。”“天河一號”副總設計師胡慶豐研究員說，與發達國家尤其是美國相比，我國在核心電子器件、高端通用芯片和基礎軟件，以及大型行業應用軟件等方麵存在明顯差距。0 X$ y# o9 }3 @: n) j4 t+ C
“雖然我們在計算速度方麵已經走到世界前列，但是在技術水平上不能這麼說。”孫凝暉說，“我們的機器計算快，但是訪存速度慢，不均衡，整機的效率還有不小的差距。我的看法是有兩年的差距。在信息產業領域，有一個摩爾定律，相差兩年就意味著相差一代。而且，在未來10年內，這兩年的差距追趕起來也很有難度。” T" i( Q; H! }4 s# j/ t
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“這就像體育比賽，在2010年這一站你拿了金牌，並不意味著你的體育水平就是世界最高了，關鍵還要看你未來的持續表現。”孫凝暉說。
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美國著名計算機設計師沃利奇表認為，世界不會停止腳步，中國的趕超隻是暫時情況。據了解，目前已有5個計劃或正構建的超級計算機係統，其運算能力將會超越“天河一號”，這些正建造的超級計算機大多數都集中在美國。美國橡樹嶺國家實驗室正在研製內置加速器的超級計算機，研製成功後計算能力有望達 20千萬億次，預計在2012年研製完成，其速度將近“天河一號”10倍。" @, Z+ s9 K5 g1 K6 X" B3 y! x6 Z
差距不容忽視
核心差距在軟件和應用，任務長期而艱巨2 h; X7 r& B: _# ^/ d
在硬件方麵，不論是“天河一號”，還是“曙光星雲”，其主要核心芯片都采用的是美國的產品。在專家眼裏，這個差距雖然明顯，但不是核心差距，更大的差距在軟件和應用方麵，欠缺更多的是“軟實力”。
“這就好比汽車業，中國能生產出全世界最多的車，但是汽車的種類、質量、利用率和西方還有明顯差距。”孫凝暉說：“速度並非最重要的指標，更重要的是應用能力。”5 k% T$ T( H9 M& l/ [2 g
“產業和技術一定是互相支撐或者依托的，離開產業談技術沒有意義，離開技術談產業沒有根基。”曙光集團總裁曆軍告訴記者，從產業來看，應用水平低和需求不足是我國高性能計算機產業的現實問題，這也和國家經濟發展水平相適應。" a- R' [% h" |7 S6 D' \
在我國，高性能計算機目前主要應用在氣象、石油開采、科學計算、生物研究等這些“象牙塔”領域，核心的工業領域尚沒有廣泛應用。而在發達國家，用戶則遍布社會的各個領域，波音飛機、福特汽車、好萊塢電影等，背後都有超級計算機的功勞。正是應用的差距造成了一種狀況，在我國，往往是先研製出超級計算機，再去找需求；而在發達國家，往往是先有大的需求，再去造超級計算機。這也是為什麼與發達國家相比，我國的高性能計算機同質化狀況更嚴重、使用效率也更低的原因。
“曙光過去20年的實踐證明，並不是說沒有需求”，曆軍說：“隻是用戶不知道怎麼用，這需要一個培育的過程。以上海超算中心為例，建成後不到一年，運算負荷就超過了80%。”) J7 i; S4 c" i4 i! q0 P- b
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“需求其實很大，但是需求要轉變為應用，必須有知識產權的大型應用軟件，這一直是中國超算發展的一塊短板。”孫凝暉說：“沒有好的軟件，是很難用好超級計算機的，現在我們的軟件要麼是購買國外的，要麼就是開放源碼的軟件，嚴重製約了行業的發展。”
“天河一號”常務副總設計師、國防科大計算機學院院長廖湘科表示，要用好超級計算機，必須在每個專業學科領域——工業、流體力學、結構仿真、生命科學等都開發出專門的應用軟件，改變嚴重依賴進口的局麵。這是一個長期而艱巨的任務，需要提高認識，從學科建設的角度製定長遠規劃，從培養嚴重缺乏的應用開發人才做起。8 |& X) i6 [4 o0 S
未來展望
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雲計算是未來數年信息產業不可逆轉的發展趨勢% |5 a, N: s& {; ?
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“在國際上，高性能計算機每隔3年到3年半性能提高10倍”，孫凝暉說：“速度的追求永無止境，必須在追求速度的同時，和應用緊密結合。僅有平台是沒有價值的，應用才是價值所在。”" L9 o1 h G" U* }
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“雲計算是未來數年信息產業不可逆轉的發展趨勢，這給我們帶來了新的契機”，曆軍說：“我們提出了一個方向，就是‘雲中超算’。雲計算的本質要求實現集中計算、集中存儲，這為高性能計算機產業的成長壯大創造了條件。”$ c) {& l+ n$ f0 i
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曆軍認為，未來不僅要為用戶提供硬件產品，更重要的是提高服務能力，提高為客戶提供綜合解決方案的能力，提高工程設計和工程開發能力，在普及應用上不斷努力。1 a H6 t) l* i7 V/ D
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“曙光在成都的雲超算中心已經建設完成，後續還會再建5—10個這樣的區域雲超算中心。未來3—5年的目標是在全國各省區市都建成一個麵向雲計算業務的超算中心。”曆軍說，事實已經證明，汽車、核電、鋼鐵、新材料、飛機製造等越來越多的工業企業正在成為我們超算中心的服務對象，未來我們將繼續改進，讓更多的用戶用最少的投資享用高端的計算服務。
最後更新：2017-04-02 15:28:26