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中国超算 未来可期

发布日期:2021年09月03日
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超级计算机具备很强计算能力和数据处理能力,同时具有速度快、成本低、效率高等多种优点,在大气治理、科研、医疗等领域大有用武之地。在今天这个高科技实力日新月异的今天,超算可以说是衡量一个国家科技实力的利器。

中国在超级计算机方面发展迅速,跃升到国际先进水平国家当中。中国是第一个以发展中国家的身份制造了超级计算机的国家。中国在1983年就研制出第一台超级计算机银河一号,使中国成为继美国、日本之后第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。

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中国研制的第一台超级计算机银河一号

“九五”以来,在国家及相关政府的持续支持和IT企业的积极参与下,我国高性能计算机有了长足的发展,研制队伍不断发展和壮大,主要的研制单位有:国家并行计算机工程技术研究中心、中科院计算技术研究所国家智能中心、国防科技大学计算机学院以及一些高科技公司,是数十年积聚起来的我国高性能计算机技术研发的中坚力量。

世界超级计算机的主要领先者是美国和日本,中国超级计算机崛起之后,改变了超算行业的美日称霸的现状。2014年11月,在美国新奥尔良市召开的世界超级计算机大会上,中国国防科技大学研制的“天河二号”在国际TOP500组织首次正式发布的超级计算机高性能测试排行榜上,位居世界第一。此前,由该组织发布的第44届世界超级计算机500强排行榜中,天河二号以峰值计算速度达每秒5.49亿亿次、持续计算速度达每秒3.39亿亿次位居榜首,获得“四连冠”。

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2020年6月23日上午,第55届也是最新一期2020年6月全球超级计算机top500榜单公布,令人比较意外的是,夺得冠军的是一台名为Fugaku( 富岳)的日本超级计算机。由中国国家并行计算机工程与技术研究中心(NRCPC)开发的系统神威▪太湖之光跌至第四位,2016年6月在中国无锡国家超级计算机中心安装使用。排名第五的是天河2A(银河系2A),这是由中国国防科技大学开发的系统。它部署在广州的国家超级计算机中心。

揭晓的全球超级计算机500强榜单中,中国共有226台超算上榜,上榜数量蝉联第一。中国企业继续保持上榜数量优势。联想、中科曙光和浪潮位居全球超算制造商前三位。

超算江湖里,没人敢说能永立于不败之地,一边是国际竞争对手的不断崛起,一边是美国不断对我国超级计算机的政策打压,中国自主创新的步伐,始终不能停歇。

跟"神威·太湖之光"登上世界舞台差不多同时,我国下一代E级(百亿亿次级)超算也低调地开始了研发。2018年7月28日,由国防科技大学牵头研制,运算速度预计可达“天河二号”10倍以上的“天河三号E级原型机系统”已在国家超级计算天津中心完成研制部署,并于7月22日顺利通过项目课题验收,将逐步进入开放应用阶段。随后,"神威""曙光"E级原型机也相继交付。

超级计算器的“下一顶皇冠”将是E级超算,即每秒可进行百亿亿次运算的超级计算器。要实现这一目标,超算系统规模、扩展性、成本、能耗、可靠性等方面均面临挑战。

福建省超算发展情况

福建省超级计算中心是“数字福建”公共基础服务平台建设的重大专项项目。一期项目于2008年1月经福建省发展和改革委员会批复立项建设,总投资概算1641万元,以福州大学为主体,结合厦门大学已自建的高性能计算中心的计算资源,构建一个功能齐全、开放高效、体系完备的高性能计算公共服务平台,设计计算能力13.58万亿次/秒。

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福建省超级计算中心(一期)

福建省超级计算中心(一期)积极开展超级计算应用示范、推动技术探索和科学研究,培养了相关高级人才。一期项目投入使用期间为气象数值预报、地震灾害监测预报、网络行为分析和量子化学计算等领域提供服务。立足福州、辐射福建、服务海西,为政府部门、企事业单位、高等院校、科研机构提供高性能计算服务及其技术应用合作,努力成为全国一流的高性能计算公共资源服务中心,高性能计算技术支持中心和高性能计算增值服务中心。

但随着生产力和技术的发展,现有福建省超算中心的计算能力已逐渐不能满足社会应用需求,运营和生产模式也亟待更新。在此背景下,2017年,福建省政府、福州市政府、福建省电子信息集团幸运彩票数字福建云计算运营有效公司签订战略协议,共同推动福建省超级计算中心(二期)建设。

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通过对福建省及福州市的政府部门、高校和科研院所、企业等单位的调研,各行业和领域对高性能计算和大数据分析处理能力均有明确的需求,本着急用先行、按需扩展的原则,福建省超算中心(二期)项目于2017年起,为福建省、福州市政府机关、科研机构、企事业单位提供不小于800万亿次/秒计算能力、3PB数据处理能力的超级计算服务,至2020年福建省超算中心已能实现不小于3000万亿次/秒计算能力、30PB数据处理能力的建设规模,跻身国内TOP前100名。

福建省超级计算中心(二期)目前已为福建省生态环境厅、福建省海洋渔业局、中国科学院福建物质结构研究所、福州市环境监测站、福州市生态环境局、福州市城区水系联排联调中心、厦门大学、广州大学、华侨大学、福建师范大学、福建农林大学、闽江学院等单位及高校提供服务,可在CAE(CFD) 、物理化学材料、石油勘探、图像渲染、气象环境海洋、生命科学等领域提供超算服务。

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福建省超级计算中心(二期)依托于数字福建云计算中心(商务云),由福建省数字福建云计算运营有限公司负责具体建设运营。数字福建云计算中心(商务云)建筑面积约4万平方米,按照国际T4等级标准设计建设,设计可容纳4500个标准机柜.凭借其强大的支撑能力助推多项国家和省级重大项目落地福州。于2020年12月,成为福建省首个,也是唯一一个国家绿色数据中心。

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商务云作为一个多线机房,目前已具备国家已批准的互联网骨干直联点入云,以及电信、移动、联通、教育、广电网络、政务信息网、政务外网等运营商多线接入。配备有双路市电、双冗余UPS和满载运行36小时的柴油发电机组,可打造永不间断的高可靠性用电保障。同时电价优惠、运行成本低且绿色智能,为福建省超级计算中心(二期)的安全运行提供了坚实的基础运维保障。

全年采用7*24小时值班制度,每天2次以上的人工巡检,同时,公司拥有的ISO9000,ISO20000,ISO27001及ITSS运行维护(三级)认证,为福建省超级计算中心(二期)的安全运行提供了坚实的技术保障。

虽然我省的超算发展已取得很大进展,但在发展的过程中还有很长的路要走。目前,福建省内使用算力的客户,离充分发挥福建省超级计算中心(二期)的算力能力还有一定差距,想要把算力充分使用起来,还需要在各个使用单位在基础研究、算法、软件和人才培养上做出巨大的努力。

同时,目前大部分超算应用都还是依赖于商业软件,主动研发的相对较少,作为超算中心需要搭建更好的平台,引入更多的研究机构,培育应用的生态环境,拓展超算应用的范围。

除此之外,目前平台基于自主创新国产化的软硬件产品比例还比较低,为了中心平台的长远发展,需要逐步提高信创自主产品的比例,最终能够实现全平台信创自研。

未来可期,我们且静待佳音!




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