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“天河一号”:渴望为人民服务
发表时间:2021-11-26

  揭阳市市级智感安防区及全市后端应用系统采,在2010年国际TOP500组织公布的最新全球超级计算机500强排行榜上,中国首台千万亿次超级计算机—“天河一号”位居第一。

  我们原以为去超算中心看“天河一号”要经过一个繁琐的流程,结果却不然,比预料中要容易太多—后来我们才知道,这种“容易”与超算中心期待在民用领域有更多的突破有关。

  与前文的陈乃克渴望“被关注”颇为类似,这一具有“国家神器”意义的大项目,竟也如此渴望剥去自己神秘的面纱,渴望受到中国企业和科研单位的关注,并希望被越来越多的普通人使用。

  也正如中国的港口硬件已经达到世界领先水平,政策却限制了自由贸易的升级—中国的超级计算机也已领先世界,中国人的意识却限制了它的运用。

  国家超级计算天津中心实际上是依托于“天河一号”建立的。最初,“天河一号”是国家863计划中的一个重大课题,研发中国自己的千万亿次超级计算机。当时863支持两个亿,要建立两台,其中一台给国防科技大研发,另一台给曙光研发。项目审批下来之后,科技部要求,研发出来的千万亿次超级计算机必须要落实应用,必须要与地方政府结合落实到某个领域的应用。

  滨海新区非常有远见,国防科大拿到项目之后,滨海新区就提出合作的想法,将超算中心建到泰达,滨海新区配套两个亿,泰达再资助一个亿。就这样,2009年5月,由国家科技部、天津市和国防科学技术大学三方投资,天津市滨海新区、国防科学技术大学和天津经济技术开发区三方共同建设了国家超级计算天津中心。

  目前超算中心属于滨海新区的事业单位,但是大部分管理工作都是国防科大派人,我们这边的员工主要是在地方上跑项目应用。

  天河超级计算机实际上是银河超级计算机发展而来的。上世纪80年代之前,能够制造超级计算机的应该说只有美国,但是中国是一个自然灾害比较多的国家,当时中央气象局为了提高预测能力,从美国购置了一台超级计算机。不过,美国提出了一个苛刻的条件,说中国必须给这台计算机专门建造一个大楼,计算机单独放在里面,而且只有美方的人员可以进去,中方人员一概不能进,相当于在中国又划了一块殖民地。中央政府了解到情况之后很气愤,下决心要大力做中国自己的超级计算机。第一个项目给了国防科大。国防科大研究出了银河一号、银河二号,后来相继在中石油、气象局有应用。中国超级计算机不断发展,也就有了我们之前提到的国家863计划中的重大课题,也就是研究中国自己的千万亿次超级计算机。

  目前国内研究超级计算最强的单位,除了国防科大还有五十六所,因为这两家有核心的自主技术。“天河”得名,主要是为了纪念国防科大“银河”与天津的合作,所以把这套系统称作天河,再一个就是银河也可以称为天河,这一代应该是到银河6了。中央政府非常重视,国家主席很少题字,但是“天河”是他题的。

  天河的研发分为两个阶段。第一个阶段是从2008年开始到2009年9月完成的一期研发,也就是“天河一号”,达到1200万亿的次峰值速度,是中国第一台千万亿次超级计算机,当时排名世界第五,亚洲第一。第二个阶段是从2009年10月到2010年10月,研发出“天河一号A”系统,峰值速度为2507万亿次,排名世界第一。

  实际上,国家科技部只是要求研发千万亿次超级计算机,我们已经超额完成任务。而且这两套系统有很大差别,“天河一号”系统基本上采用CPU+GPU技术,但是芯片和互联通信都是采用世界通用技术。“天河一号A”系统我们采用了很多自主研发的技术。芯片还是英特尔的,不过我们使用了自主研发的飞腾1000,另外还有两千多个节点用的是我们自己的技术。整个技术的网络架构完全是由国防科大完成,而且这套互联通信比国际互联通信要快—互联通信可以看做是动车,芯片可以看做是铁轨,这两个部分同样重要。这么做的价值在于,美国核心技术有出口限制,对芯片的限制不大,但是对互联通信技术限制非常严格,“天河一号A”则在互联通信方面一下子赶超了美国。

  研发出来后,只是完成科技部要求的一个方面,现在我们要做的是如何把天河推广到应用阶段。而且,从国际上看,评价一国超级计算机水平高低的标准不单单是计算能力,应用水平也是一个非常重要的指标。

  发达国家都有自己的超算中心,美国比较专业,他们的大规模超算中心一般都是服务于科研,中等规模的一般服务于工程设计、高端制造业、动漫产业等等。当然,在欧美国家,一些大企业和大项目也会自己建立超算中心,但是耗资非常高。

  在中国,超算中心应该分为几步走。上海也有超算中心,发展也很好。但是总体来看,国内的超算中心功能划分还不是很细致,大家都是全能的,各个领域都会涉及。包括我们这里的超算中心,我们的中心系统不单单是天河,我们的功能也是全面的,可以“算天算地算人”,可以服务各个领域。

  我们现在有四套系统,有“天河一号A”;有一个百万亿次的小系统—这个是天河一期中的一部分;一个专门做动漫渲染的系统—动漫对本地存储的要求比较高,或者网络要求并不高但是要求同时访问很多文件,所以专门开辟出来;还有一个数据库系统,多服务于政府网络或者电子政务。

  其中,最大的系统出于构建安全网络环境的初衷而没有连入互联网,但是已经开始为国家一些863课题做辅助研究了;百万亿次系统已经介入了互联网,正在为七十多个用户服务,主要是国内的高端制造业,如汽车、模具、土木工程、生物医药企业。

  超算中心也想以滨海新区的重点产业如汽车制造、生物医药等为契机,寻求与企业的合作。我们找到了天津生物医药国际联合研究院、南开、天大,找到专门做汽车模具、土木工程的企业等等大大小小七十多家,专门开辟了一个百万亿次的小系统提供实际应用;还与位于滨海新区的国家动漫产业园合作,应动漫对本地存储的高要求而特意为他们开辟一个系统专做动漫渲染,这对动漫公司来说会是一个革命性的变化……

  当然,我们不局限于滨海新区。我们的用户也包括中国航天局、中科院、北大、清华、生命科学研究所,包括中石油、中石化。中央气象台的科研部分也在我们这儿。而且,今年在新材料应用、船舶发动方面突破也很大。

  实际上,大家都应该有这种运用超算中心的意识。中国目前的超算水平已经很高了,但是超算的应用水平不高。我们现在的工作重点,就是让大家意识到使用国家超算中心的平台,可以帮助他们节约前期硬件设施和人员管理的投入,比自建系统节省70%—80%的成本。

  我们现在能力有限,所以首先针对某些领域来做推广工作。我们会有针对性地去说服大企业和大项目。当然,我们更希望更多的中小企业来使用超算中心,因为从国际上来看,大企业、大项目是有能力自建超算中心的。但是目前我们也只有通过利用大企业带动中小企业的方法,来唤起人们使用超算中心的意识。

  “天河一号”名气很大,推广相对来说容易些,现在已经有中小企业用户主动找上门来。但是,现在我们只用了百万亿次的小系统,利用率还不到大系统的几十分之一。

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  “现在我们只用了百万亿次的小系统,利用率还不到大系统的几十分之一。” 《锦绣》杂志主笔:邹波 《锦绣》杂志记者:陈培婵 在2010年国际TOP500组织公布的最新全球超级计算机500强排行榜上,中国首台千万亿次超级计算机—“天河一号”位居第一。 我们原以为去超算中心看“天河一号”要经过一个繁琐的流程,结果却不然,比预料中要容易太多—后来我们才知道,这种“容易”与超算中心......www.014jc.cn



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