在信息革命推动下,一个万物感知、万物互联的智能化数字世界正在加速到来。在这一进程中,算力既是信息技术创新的基础,也是数字经济的核心生产力。
作为算力领域的“超强大脑”,高性能计算机的发展备受关注。一直以来,由于生产运行成本较高,高性能计算机由国家主导发展,主要应用于国防安全、科技研究以及气候建模等高精尖科研领域。
而随着技术的普及和成本的降低,高性能计算机逐步向更广泛的数字经济“主战场”扩张。
01
迈向下一个技术制高点:E级高性能计算机近日,国家超级计算天津中心联合数十家合作团队,共同发布“面向新一代国产E级超级计算系统的十大应用挑战”,其中包括磁约束聚变堆全装置聚变模拟(人造小太阳)、全尺寸航空航天飞行器超百亿网格计算流体力学模拟、数字细胞超亿级原子体系动力学模拟等,支撑解决世界科技前沿、经济“主战场”、国家重大需求、人民生命健康领域的重大挑战性问题。据介绍,此次十大应用挑战的发布,其目的就是为了充分发挥新一代E级高性能计算机强大计算能力,研发适配国产高性能计算系统的关键技术和应用软件,构建新的国产E级高性能计算应用生态。什么是E级高性能计算机?其何以成为探索太空宇宙、解决生命奥秘等重大命题的支撑点?要回答这一问题,需要先了解高性能计算机。高性能计算机具有极强的计算能力,在解决非常复杂的问题时能够显著提升计算效率和速度。比如在飞机制造方面,据《新京报》报道,研制一架大飞机要做全机风洞试验,过去的计算机要耗费2年时间,而利用高性能计算机模拟仿真,仅需6天就能完成;又比如在基因测序方面,做500人规模的全基因组信息关联性分析,原有计算机需要1年,利用高性能计算机只需3个小时。对于高性能计算机而言,算力数值越大代表综合计算能力越强,其常用的计量单位是每秒执行的浮点运算次数(Flops)。当下,高性能计算领域的竞争焦点是开发E级高性能计算机,其浮点计算处理能力将达到10的18次方(1EFlops=10^18Flops),即百亿亿次。据中国信息通信研究院数据,1EFlops约为200万台主流笔记本的算力输出。因此,E级高性能计算机是国际上高端信息技术创新和竞争的制高点,被公认为“高性能计算机界的下一顶皇冠”。
对此,我国正在加快发展步伐。2019年底,我国新一代E级高性能计算机的原型机型研制完成。此外,国家“十三五”高性能计算专项课题3个E级高性能计算机的原型机系统——神威E级原型机、“天河三号”E级原型机和曙光E级原型机系统也全部完成交付。
02
推动数字产业化发展赋能产业数字化转型升级
在向技术顶峰攀登之际,高性能计算机也正在对数字经济产生更广泛的推动作用。
一方面,算力能直接带动数字产业化的发展。电子信息制造业、电信业、软件和数字技术服务业、互联网行业等数字核心产业离不开算力支持。另一方面,算力能够助推产业数字化转型升级。算力是人工智能、大数据、云计算等数字化智能技术的基石。据人工智能研究组织OpenAI数据,高级人工智能所需的算力每三个半月就会翻一番。在算力支持下,数字化智能技术能够有效对制造业、交通业、零售业等传统产业进行产业链的升级改造,进一步提升生产效率、推动商业模式创新、实现用户体验优化。在强大的算力需求下,科技企业正成为推动我国高性能计算机发展的重要力量。作为全球领先的高性能计算供应商,联想集团凭借深度垂直的技术能力和全面可靠的伙伴关系,以及全球多元化的产品和丰富的解决方案,正在为制造、气象海洋、教育科研、生命科学、基因测序、图像处理等多个领域提供领先成熟的高性能计算解决方案,助力行业变革。在过去的二十多年中,联想集团已建立起完整的高性能计算产品生态,并且不断创新突破自身的产品与技术:依托“全球化+本地化”战略布局,提供可以适配多种芯片的服务器产品组合,提供智能化的算力调度;在绿色节能上,联想集团温水水冷技术“海神”通过减少对空调和散热器的需求,可节约40%以上的能耗成本。凭借常年积累的丰厚经验以及在关键技术方面的不断创新,联想集团在高性能计算领域取得多项里程碑式成果。2021年11月16日,一年公布两次的全球高性能计算机TOP500榜单如期发布,联想集团自2018年6月起第8次蝉联制造商份额第一。在全球性能最强的500台高性能计算集群中,联想集团交付180台,独占TOP500中36%的份额。在第三届中国超级算力大会ChinaSC暨中国智能计算产业联盟理事会上,联想集团以40套入围的成绩荣获2021年“HPC TOP100年度数量总份额冠军”,这也是联想集团第七次在该排行榜中夺魁。2021年12月14日,“杨元庆科学计算中心”在上海交大位于张江科学城的李政道研究所实验楼内揭牌启用。联想集团董事长兼CEO杨元庆个人出资捐建绿色水冷高性能计算设备“思源一号”,总计算力为6千万亿次/秒(双精度)。“思源一号”的计算力在2021年11月发布的全球TOP500高性能计算机榜单上排名第132位,在中国高性能计算TOP100榜单上排名12位,在中国高校高性能计算排名第一。未来,联想集团与上海交通大学将围绕新计算、新装备、新材料和新能源四大领域,进行深度合作,进一步提升办学和人才培养质量,激励交大学子以突破科研难题为时代使命,在祖国的科技创新的前沿奋力探索。
03
政策支持下构建算力发展的基石从国家主导迈向市场化发展,从聚焦高端科研到助推数字经济发展,高性能计算机的通用性进一步提升,在经济发展中占据着更核心的位置。据中国信息通信研究院2021年9月发布的《中国算力发展指数白皮书》显示,2020年全球算力总规模达到429EFlops,增速达39%。其中,我国算力规模达135EFlops,增速达55%,较全球而言增速明显。
当下,为进一步构建现代化经济体系、支撑经济高质量发展,我国陆续出台多项政策措施,加快构建以算力和网络为核心的新型基础设施体系:● “十四五”规划和2035年远景目标纲要强调“强化算力统筹智能调度,建设若干国家枢纽节点和大数据中心集群,建设E级和10E级超级计算中心”。● 2021年5月,国家发展和改革委员会、工业和信息化部等四部门联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,明确提出布局全国算力网络国家枢纽节点,发展数据中心集群,加快实施“东数西算”工程,提升跨区域算力调度水平。● 2021年7月,工业和信息化部印发《新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)》,提出主要目标是“用3年时间,基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局”。在政策持续支持、算力市场需求不断扩张的背景下,高性能计算机产业有望乘势发展,在技术创新、产业应用上取得更多突破,为数字中国和网络强国战略构建算力的坚实底座。
参考链接
> 国产百亿亿次超级计算机有什么用途:6天就能完成大飞机风动试验模拟> “面向新一代国产E级超级计算系统的十大应用挑战”发布> 算力成为数字经济发展新引擎> 中国信通院:我国算力规模增速达55%,但制造业数字化转型仍处初期> 每秒1.4亿亿次运算的荷兰最强超级计算机,联想造> 联想第8次登顶全球高性能计算机TOP500榜单
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THE END