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近日，國家超算互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)合體成立，首批15家區(qū)域、高校超算中心意向入網(wǎng)。這就意味著，未來算力將如同電力那樣走進(jìn)千家萬戶。而超級計(jì)算機(jī)就是可以提供強(qiáng)大算力的“超級大腦”，是體現(xiàn)國家創(chuàng)新能力的國之利器。在江蘇，國家超級計(jì)算無錫中心和鹽城超算中心把這些“超級大腦”聯(lián)合起來，組成超算互聯(lián)網(wǎng)“超級戰(zhàn)隊(duì)”，此舉無疑將增強(qiáng)我國在超算領(lǐng)域的核心競爭力。但“超級大腦”進(jìn)萬家，要過3道關(guān)：包括算力設(shè)施分布不均衡、標(biāo)準(zhǔn)不完善、應(yīng)用不多元等。江蘇超算如何越關(guān)晉級？為此，記者進(jìn)行了探訪。

算力中心“打團(tuán)戰(zhàn)”

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……一項(xiàng)項(xiàng)驚人的數(shù)據(jù)向我們展示出了無錫中心這臺“超級大腦”的超強(qiáng)算力“成績”。如果將不同超算中心的算力聯(lián)合起來，又會產(chǎn)生什么樣的影響？

(資料圖片)

國家超級計(jì)算無錫中心主任楊廣文介紹，為了解決我國超算中心運(yùn)行面臨的挑戰(zhàn)，提升我國超算的應(yīng)用水平，推動超算中心從提供裸機(jī)時(shí)向提供多領(lǐng)域應(yīng)用服務(wù)轉(zhuǎn)變，構(gòu)建超算互聯(lián)網(wǎng)勢在必行。

超算互聯(lián)網(wǎng)，簡單來說，是一種以超級計(jì)算機(jī)和高速互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的國家級先進(jìn)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施。楊廣文介紹，它以高速網(wǎng)絡(luò)連接分布各地的超算中心，聚合多個(gè)超算中心的軟硬件資源，并通過建設(shè)超算資源共享與交易平臺，支持算力、數(shù)據(jù)、軟件、應(yīng)用等資源的共享與交易，同時(shí)向用戶提供多樣化的算力服務(wù)。

“和傳統(tǒng)的超算應(yīng)用相比，超算互聯(lián)網(wǎng)的最大特點(diǎn)是將提供超算算力轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┏銘?yīng)用服務(wù)。”楊廣文介紹，超算互聯(lián)網(wǎng)可將各級超算中心、云計(jì)算企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等不同來源的算力、數(shù)據(jù)、軟件、應(yīng)用等統(tǒng)一為超算資源并整合到一起，為科研、生產(chǎn)生活等提供高效、專業(yè)的超級計(jì)算服務(wù)。

早在2020年，國家超級計(jì)算無錫中心便承擔(dān)了國家高性能計(jì)算專項(xiàng)項(xiàng)目“國家高性能計(jì)算環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用平臺及服務(wù)體系研究與構(gòu)建”。國家超級計(jì)算無錫中心聯(lián)合國家超級計(jì)算廣州中心、中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心等多家國家級超級計(jì)算中心，以及清華大學(xué)、之江實(shí)驗(yàn)室等多家核心應(yīng)用單位，開展了超算互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系和應(yīng)用模式研究。

在研究中，多個(gè)國家級超級計(jì)算中心資源的互聯(lián)互通與資源共享，集成了每秒鐘完成超百億億次浮點(diǎn)運(yùn)算的異構(gòu)超算算力。這些遍布全國的超算算力被有機(jī)地整合為一個(gè)整體，形成國家高性能計(jì)算核心資源網(wǎng)，為超算互聯(lián)網(wǎng)提供了強(qiáng)大的算力基礎(chǔ)。

在江蘇，國家超級計(jì)算無錫中心和鹽城超算中心正逐漸成為江蘇超算隊(duì)伍的“雙子星”。其中，國家超級計(jì)算無錫中心由科技部、江蘇省和無錫市政府三方共同投資18億元建成，由清華大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)運(yùn)營管理。無錫超算所運(yùn)營的“神威·太湖之光”是世界上首臺峰值運(yùn)行速度超過十億億次(125PFlops)的超級計(jì)算機(jī)，也是我國第一臺全部采用國產(chǎn)處理器構(gòu)建的世界第一的超級計(jì)算機(jī)。

而在去年七月揭牌的鹽城超算中心，由鹽城高新區(qū)聯(lián)合國家超算無錫中心共建，采用“平臺+運(yùn)營公司”模式，依托無錫中心和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資源開展超級計(jì)算相關(guān)研究，實(shí)現(xiàn)科技成果轉(zhuǎn)化，由是石科技（江蘇）有限公司負(fù)責(zé)超算中心的運(yùn)營與管理。截至目前，鹽城超算中心已建智能算力達(dá)到100P，并由省科技廳報(bào)送至科技部申報(bào)“國家新一代人工智能公共算力開放創(chuàng)新平臺”。

“鹽城超算作為國家超級計(jì)算無錫中心的首個(gè)分中心，算力共享，運(yùn)營互通。”無錫超算國產(chǎn)生態(tài)實(shí)驗(yàn)室副主任葉躍進(jìn)介紹，未來，國家超級計(jì)算無錫中心鹽城分中心作為分調(diào)度超算中心的一分子，在無錫就可以輕松調(diào)度鹽城的算力，讓兩臺計(jì)算機(jī)共同求解一個(gè)任務(wù)。“鹽城分中心以超級計(jì)算產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，重點(diǎn)圍繞人工智能、航空航天、醫(yī)療醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用落地，帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈的聚集和發(fā)展。”

“超級大腦”走進(jìn)千家萬戶

實(shí)際上，算力并不遙遠(yuǎn)。目前，算力已經(jīng)應(yīng)用于太空探索、人類基因測序、醫(yī)藥研發(fā)等場景，甚至在日常生活中，幾乎每個(gè)人都會遇到的打車、購物、訂外賣等場景，都要靠算力設(shè)施來處理海量數(shù)據(jù)。

2016年以來，無錫超算“神威·太湖之光”已應(yīng)用于20多個(gè)領(lǐng)域，服務(wù)用戶超300家，已經(jīng)完成1000余項(xiàng)應(yīng)用課題的計(jì)算任務(wù)，平均每天完成超7000項(xiàng)作業(yè)任務(wù)。現(xiàn)階段，超算互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和落地更偏向于傳統(tǒng)的高性能計(jì)算，如天氣預(yù)報(bào)、大型工程設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)科學(xué)研究等。而讓算力走向大眾是互聯(lián)網(wǎng)思維下超算建設(shè)的重要目標(biāo)之一。

“未來，超算互聯(lián)網(wǎng)由各大超算中心提供算力，以各種軟件的方式將其提供給用戶，如同電商購物，更多用戶可以很方便地獲得需要的資源，超算的使用將更為普及。”相關(guān)專家表示，最終將實(shí)現(xiàn)超算算力能像電力一樣走進(jìn)千家萬戶，在任何地方、任何人、任何時(shí)間都可以獲得大數(shù)據(jù)算力來支持相關(guān)應(yīng)用。

目前，無錫超算搭建的超算互聯(lián)網(wǎng)體系已經(jīng)在分子模擬與藥物設(shè)計(jì)、環(huán)境治理與災(zāi)害防治等多個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域開展應(yīng)用示范。楊廣文介紹，在分子模擬與藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可設(shè)計(jì)和初步構(gòu)建分子模擬與藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用平臺，實(shí)現(xiàn)和部署高通量藥物篩選、分子動力學(xué)模擬以及化合物庫和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；在環(huán)境治理與災(zāi)害防治領(lǐng)域，可設(shè)計(jì)和初步構(gòu)建全國精細(xì)化短期氣候預(yù)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)、全球渦分辨率海洋—海冰預(yù)報(bào)、浪潮流耦合的精細(xì)化海洋預(yù)報(bào)、典型流域精細(xì)化水文預(yù)報(bào)、長三角/環(huán)太湖氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域應(yīng)用平臺。

而鹽城超算也與產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展緊密結(jié)合。據(jù)悉，鹽城超算在200余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)力量下，基于團(tuán)隊(duì)積累的涉及天氣氣候、航空航天、海洋環(huán)境、新藥創(chuàng)制、先進(jìn)制造、新材料、新能源、人工智能等20個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用，結(jié)合優(yōu)勢資源，在人工智能、航空航天、生物醫(yī)藥板塊集中發(fā)力。在對鹽城當(dāng)?shù)氐墓I(yè)應(yīng)用場景中，鹽城超算全力服務(wù)鹽城市“5+2”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和23條產(chǎn)業(yè)鏈，聚焦場景、車間、工廠、園區(qū)四個(gè)維度，推動企業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)工廠（車間）智能化改造和數(shù)字化轉(zhuǎn)型，打造一批可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐案例，助力全市產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展。

算力建設(shè)挑戰(zhàn)升級越關(guān)勢在必行

“超算互聯(lián)網(wǎng)的核心目標(biāo)是確保超級計(jì)算服務(wù)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)提供算力到提供服務(wù)的革命性轉(zhuǎn)變。”楊廣文說，只有實(shí)現(xiàn)了資源的高速互聯(lián)，各種超算資源才有可能成為一個(gè)有機(jī)整體，才能為應(yīng)用領(lǐng)域和相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供有效的高性能計(jì)算應(yīng)用服務(wù)。

然而，目前超算互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建在技術(shù)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等領(lǐng)域都面臨著諸多挑戰(zhàn)。在技術(shù)上，超算互聯(lián)網(wǎng)仍需要通過高速網(wǎng)絡(luò)高效連接來自不同超算中心和資源提供單位的、分布異構(gòu)的超算資源，需要實(shí)現(xiàn)算力、存儲、數(shù)據(jù)等各種高性能計(jì)算資源的共享，以及高性能計(jì)算任務(wù)的有效調(diào)度。

“從產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看，超算互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建于超級計(jì)算和高速網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，對相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的依賴非常明顯，從操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件到并行應(yīng)用軟件的開發(fā)與優(yōu)化，這些都會影響到超算互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建與運(yùn)營。”楊廣文說。

如何在未來利用算力提升用戶計(jì)算效率？鹽城中心產(chǎn)品負(fù)責(zé)人侯建業(yè)表示，需要用好用足超算中心算力資源，通過云桌面形式，向用戶提供基礎(chǔ)算力租賃服務(wù)和高性能計(jì)算優(yōu)化服務(wù)，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源等領(lǐng)域，提供高效并行計(jì)算解決方案。

東西部算力資源不均衡這個(gè)“老大難”如何破解？侯建業(yè)認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合國家“東數(shù)西算”工程、國家超算互聯(lián)網(wǎng)工作部署，全面融入全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)長三角國家樞紐節(jié)點(diǎn)，以超算中心建設(shè)為樣板，整合技術(shù)、數(shù)據(jù)、算力等資源，為目標(biāo)客戶定制包含算力建設(shè)與運(yùn)營的一體化解決方案，共同構(gòu)建超算國產(chǎn)軟硬件生態(tài)系統(tǒng)。

人才是第一資源，超算互聯(lián)網(wǎng)的搭建，人才是關(guān)鍵突破點(diǎn)。中心人才發(fā)展負(fù)責(zé)人馮偉表示，基于成熟的運(yùn)維技術(shù)及體系化人才培養(yǎng)，依托專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)及高效管理系統(tǒng)，中心將強(qiáng)化與清華、北大等院校合作，對網(wǎng)絡(luò)通信和存儲讀寫進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)，提高超算互聯(lián)網(wǎng)整體運(yùn)行效率，打造面向全國的“超算產(chǎn)業(yè)化人才培養(yǎng)基地”。

“未來，國家超級計(jì)算無錫中心將依托現(xiàn)有的高性能計(jì)算人才與技術(shù)優(yōu)勢，持續(xù)建設(shè)高性能計(jì)算人才高地，拓展高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域，探索關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，支持企業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將無錫超算打造成超級計(jì)算和關(guān)鍵學(xué)科交叉領(lǐng)域人才聚集地、項(xiàng)目匯集地和成果產(chǎn)出地，充分體現(xiàn)國家重大設(shè)施在科研與產(chǎn)業(yè)化方面的價(jià)值，服務(wù)于國家戰(zhàn)略，支持地方產(chǎn)業(yè)升級，力爭建成世界上一流的超算中心。”楊廣文表示。

記者 張宣 程曉琳