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超级计算到底是做什么的(二)

发布日期:2021年08月30日
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上期从气象、交通、生物信息和计算生物三个方面为大家介绍了超算在现实生活中的应用,本期将为您继续从海洋、材料、图像渲染三个方面介绍超算的作用。

1.海洋

海洋科研的发展离不开超级计算机。全球历代最快超算都率先用于以海洋为核心的地球科学。

在青岛蓝谷,青岛海洋科学与技术试点国家实验室,拥有目前全球海洋科研领域运算速度最快的P级超级计算机,在2018年,每秒运算速度最快可达2.6千万亿次,构建了目前全球速度最快的千公里级超远距离、百G毫米级超低延时超算互联网。借助超算平台的强大计算能力,海洋试点国家实验室正不断提高我国关键核心技术创新能力,实现一些关键核心技术从跟跑到并跑、领跑。

海洋试点国家实验室正在研发全球海洋人工智能与大数据系统,用以打造国际一流超高精度海洋系统模拟器。同时,面向百亿亿次(E级)国产化超算大科学装置正规划建设中。

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福建省超算中心(二期) 助力海洋预测

福建省海洋与渔业局海洋预报台依托立体实时观测网搜集海域实时数据,使用福建省超算中心(二期)完成福建海域海洋观测,海洋环境预测,风暴潮、海浪、赤潮等海洋灾害预警,海域使用动态监视监测等工作。

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2.材料

国外的一些顶级超算设备,很多业务就是做材料科学的计算。比如美国橡树岭国家实验室、劳伦斯伯克利实验室、国家能源研究科学计算中心的超算设备,至少1/6以上的机时用在材料相关领域。

作为怀柔科学城配套跨学科交叉研究平台中重大科研项目之一,“材料基因工程平台”的目标就是建成大规模、手段先进的材料基因组研究平台。通过高通量计算、机器学习等人工智能方法缩小和锁定希望要找的材料范围,然后再采用高通量制备和检测快速筛选材料,这样可以大大节约材料研发成本和周期,进而在关键材料领域取得重要突破。从这个意义上来讲,材料基因工程堪称是“中国版的材料基因组计划”。

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材料基因组研究平台项目概览(效果图)

福建省超算中心(二期)给材料测“基因”

中国科学院福建物质结构研究所通过使用福建省超级计算中心(二期)进行高分子研究,通过超算中心的强大算力,短时间内算出几百上千种材料的结构信息、热力学稳定性、电子结构信息等,助力研究所在光学晶体、有机金属等领域研究工作,取得多项重大突破和新进展。

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3、图像渲染

如果我们把一台电脑当做一般的人来行走的话,那超算可以是火箭的速度,比如说《阿凡达》,这个电影里的动画设计需要大量的渲染。电影用了六千个处理器渲染,花了一年的时间。如果我们用一台普通电脑,需要用一万年,并且这一万年过程当中还不能出错。

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印象中超算似乎一直用于国家级别的科研项目,事实上我们生活中的很多事情都有可能跟超算相关。在各大超算中心的官网都能找到实际应用的案例,比如我们就发现了用“天河二号”来渲染某些群众喜闻乐见的动画片的证据。

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华强集团的《熊出没之夺宝熊兵》影片全部在深圳超算中心进行后期渲染,如果与自建机房相比,仅消耗类成本就能够降低30%~40%,这还不算时间上的缩短。如果在企业自己平台上进行渲染,大概需要半年左右时间,而在深圳超算中心仅用2个月就全部完成了,这也非常有利于影视公司赶档期。

福建省超算中心(二期)助推图像渲染发展

福建帝视信息科技有限公司采用福建省超级计算中心(二期)的计算能力,使用基于人工智能的高清视频重制技术,可以将低分辨率、低帧率的SDR视频内容重置为高分辨率、高帧率的HDR 4K视频,让用户享受到超高清晰度的画质体验。

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视频使用前后对比

超算正处于“黄金时代”,积极探索,大胆尝试,坚持脚踏实地与志存高远相结合,既着眼当前经济发展中的瓶颈制约,又放眼未来超前部署重点科技攻坚领域,这对我国超级计算行业今后的进一步发展是尤为关键的,数字福建云计算公司也将继续加大超算投入力度,助力超算应用发展。




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