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国家超级计算济南中心:半岛的呼唤

(2012-04-03 10:12:10)
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杂谈

国家超级计算济南中心:半岛的呼唤
2011-10-31

 

  深秋的上午,阳光透过天窗洒下来,李海舰的心里感到无比地舒畅。

  对这位山东省科学院党委书记来说,一年多的忙碌,“时间紧、任务重”的一件“大事”,终于在秋日的阳光下舒展开来。

  这是2011年10月27日,山东省信息通信研究院一楼大厅,国家超级计算济南中心(下称济南中心)的揭牌仪式在“红盖头”揭开的那一刹那,达到高潮。

  五年前,《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将千万亿次高效能计算机研制列入优先主题。由此,科技部在全国布局,建设三个千万亿次超级计算中心。山东省委、省政府立即行动起来,将在本省争取建设超算中心提上议程;山东省科技厅积极努力超算中心在济南落地;山东省科学院作为济南中心的建设单位,由其所属省计算中心具体负责建设、管理和运营。

  而今天,国家超级计算济南中心的正式起步,让李海舰放下了一桩心事。但此时此刻,为之努力的人们,谁不动容?

  仪式现场的贵宾中,山东省省委书记来了,省长来了,副省长来了,院士来了……山东省五大常委为同一事件站到一起,这在本省近几年的重大科技活动中并不多见。

  在外界看来,几个疑问是:山东省高层为何对超算中心如此重视?后者又为何落户山东?它将为山东带来什么?

 

  潮起“蓝色巨人”转型:山东“超算梦想”走入现实

 

  一只张开的翅膀,伸向蔚蓝的大海,地图上的山东,深邃,梦幻。

  3千多公里的海岸线,近4万亿经济总量,被誉为“蓝色巨人”的山东省有着自己的自豪:2009年11月23日,国务院批复《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》,黄河三角洲地区的发展上升为国家战略;2011年1月4日,国务院批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》,山东半岛的发展成为“十二五”开局之年第一个获批的国家发展战略,也是我国第一个以海洋经济为主题的区域发展战略。

  一个省,两项规划上升为国家战略,这在全国并不多见。而以“一黄一蓝”这两大国家战略为引擎,山东加快了“十二五”期间的经济转型。

  不过,山东省也面临着尴尬,那就是对科技创新能力的迫切需求:山东省科研实力和创新能力与之在全国的经济地位并不相符,特别是科研基础设施建设滞后。

  于是,建超算中心,作为手段带动有关产业的发展便成为当务之急。这种迫切,对山东省科技部门来讲尤甚。这里面包含的“价值”是:开发海洋科学、新药创制、动漫渲染、信息安全、金融分析、计算机辅助分析和虚拟制造、石油勘探数据处理等多领域、多学科的超级计算应用系统,可为山东的整体科技发展、企业的产品创新等提供服务,对于提升山东省的科技创新能力和综合竞争力将发挥巨大作用。

  作为一种认识世界和规律的手段,科学计算被认为是继理论、科学实验之后人类认知世界的第三种科学方法,是发现新现象、认识科学规律、进行工程设计不可替代的手段。

  山东省是农业大省,虽然已经摆脱了“靠天吃饭”的传统,但在农业科技上还存在很多高性能计算问题,如基因育种、估产、水资源调度、自然灾害监测与控制等。超级计算机的引进无疑将加快农业现代化的步伐。

  在超级计算机没有诞生之前,要想知道天气变化,都要专门人士去布置卫星、探测器等,捕捉大气变化,再根据自身经验来判断。而超算就可以直接模拟大气变化,结合其他监测仪器发回的数据,自动分析出风云变幻,提高了气象预报的准确性。而我们经常听到的“局部地区有雨”等字眼在超算的帮助下也会逐步消失,因为超算能准确计算出哪个地区什么时候会下雨。

  此外,作为海洋大省,山东海洋科技资源在全国处于优势,海洋经济居全国前列。海洋资源调查海量数据处理、海洋生化仿真及分析对高性能计算有很大的需求。气象与气候预报对工农业生产和人民生命财产的安全,甚至对国家长期的发展战略有重要影响。对大气和海洋运动情况作出高时效性的预测,需要海量数值计算。

  此外,山东的软件业、现代制造业……无一例外的需要超级计算机的帮助。

  “山东省的经济总量居全国前列,经济社会发展迅速,生物医药、海洋产业、现代农业、现代制造业、现代服务业等重点产业对超级计算都有非常迫切的需求。”山东省科技厅厅长翟鲁宁认为,从山东省科技、经济、社会发展的需求来看,近几年对超级计算的需求将大幅度增加。

  “建设千万亿次超级计算中心是山东省计算科研能力跻身国内最高水平,带动相关重点产业跨越发展的绝好时机。”她说。

 

  半岛涌动“蓝色科技”:用国产CPU造千万亿次机

 

  在工作区的玻璃门里面,一排排黑色机柜整齐划一,犹如队列齐整的盔甲战士。这是本报记者在国家超算济南中心工作间看到的情景。

  “这是我国首台全部采用国产CPU和系统软件构建的千万亿次计算机系统”,工作人员介绍说,这些“盔甲战士”的重要意义在于,它标志着我国成为继美国、日本之后能够采用自主中央处理器(CPU)构建千万亿次计算机的国家。

  对国人来说,跨国巨头IBM所代表的尖端IT技术以及高科技代表,曾是多少“中国制造”梦寐以求的梦想。IBM的蓝色标识,代表着最顶尖的科技。

  如今,在山东半岛的版图上,随着超算中心的落户,“蓝色”已然成为最鲜明的颜色。

  经国家权威机构测试,济南中心神威蓝光系统LINPACK效率为74.4%。系统全面采用高密度组装和低功耗技术,系统性能功耗比超过741MFLOPS/W,组装密度和性能功耗比居世界先进水平,系统综合水平处于当今世界先进行列。济南中心的建设成功,实现了国家大型关键信息基础设施核心技术的“自主可控”目标,符合国家“自主创新”的科技发展战略。

  山东省科学院计算中心主任顾卫东向本报记者表示,济南中心装备的神威蓝光计算机系统由国家并行计算机工程技术研究中心研制,系统采用万万亿次架构,全机装配8704片“申威1600”处理器,该处理器是在国家“核高基”重大专项支持下、由国家高性能集成电路(上海)设计中心自主研发。

  “用国产CPU造出千万亿次机”,在参观济南中心时,面对着中央部委和省市领导,有研发人员语气坚定。实际上,神威蓝光系统的研制背后离不开科技部和山东省的通力合作。

  在参观现场,全国政协常委徐冠华院士与山东省省委书记姜异康就有一段有意思的寒暄:“感谢你们的努力啊”,“不,还得感谢你们啊”。

  按照本报记者的了解,济南中心的巨额投资中,“国拨经费2亿元,山东省配套经费4亿元”。中央与地方的共同努力,成就了全“国产”超算机的诞生。

  高性能计算机的研制能力和应用水平是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志之一,也是世界发达国家竞相争夺的科技战略制高点。这督促着他们,督促着所有人去努力。

  我们看到,《国家中长期科学和技术发展规划纲要》将千万亿次高效能计算机研制列入了优先主题,科技部明确要求掌握千万亿次高效能计算机研制的关键技术,并将“高效能计算机及网格服务环境”列为“十一五”“863”重大项目。基于该“863”重大项目,成功研制出支持大规模科学工程计算的超级计算机系统,极大地推动了我国高性能计算机研制和应用水平。

  而在地方上,据记者了解,山东省超级计算中心将按“超级计算公共服务、高性能计算技术研发和人才聚集培养”三位一体的综合职能建设,在建设思路和模式上自主创新,确保投资发挥最大效益,大幅提升山东省科技创新能力、保持经济社会可持续发展。

 

  超算驶入“需求蓝海”:数百亿元的应用产业正在形成

 

  “现在中国各地都在建设超算中心,希望大家不要把心思放在攀比上,关键是如何用起来,更加关心计算机的应用人才,要比的话也要比应用,才能让超算在促进发展方式转变上有更大作用。”这是中科院计算机所所长李国杰院士坚持的观点。

  与之持类似的观点的是中科院英特尔中国服务器产品事业部产品经理顾凡,他认为:“超级计算机只是个工具,高性能计算应当回归应用。”

  由此看来,济南中心能否摆脱“好看强于好用”的嫌疑?

  “最重要的就是应用。”山东省科学院计算中心顾卫东的话不容置辩。他的话有着充足的“论据”:山东经济的快速发展和两大国家战略的实施,已经为超算的应用提供了广阔的市场。

  而对于那片尚待开发的“需求蓝海”,山东省科技厅厅长翟鲁宁列举起需求领域更是信手拈来,“海洋产业、生物制药、石油勘探数据处理、大规模集成电路设计、天气预报和气候预测、汽车设计和制造、材料科学和计算纳米技术、金融分析、信息安全、基础科学研究、动漫等……”

  “立足山东,面向全国,超级计算应用服务的市场需求巨大,山东超级计算中心国家超级计算济南中心可以形成年产值数百亿元的超级计算应用服务产业。”她说。

  而更精确的“蓝海”分析来自一份专业报告,上面对信息服务外包业务、大规模集成电路设计、软件等未来可供超算“大施拳脚”的市场作出判断:

  ――2008年国内大规模集成电路设计市场规模将达到2800亿元。其2010年的市场增速预计将达到13.3%。未来3年中国集成电路市场发展速度将保持在10%以上。预计2013年中国的大规模集成电路市场规模有望达到1001亿美元,约占全球芯片市场的35%。

  ――2007年我国软件的市场规模:软件产业5834.3亿元。其中:软件技术服务1373.8亿元,嵌入式软件1416.2亿元,软件产品1782.8亿元,系统集成1067.7亿元。中国嵌入式软件产业将继续保持高速增长,2008年中国嵌入式软件市场规模将达到2496.2亿元人民币,到2011年,其规模有望达到4650亿元人民币。

  在科技系统层面,具体的专项支持已经在酝酿之中。

  山东省科学院副院长王英龙就透露:“省科技厅、省科学院设立‘山东省超级计算科技专项’,紧紧围绕山东半岛蓝色经济区、黄河三角洲高效生态经济区两大国家发展战略部署需求,首期项目已在海洋科学、新药研制、气象预报、金融分析、工业仿真等领域开展了一系列应用研究。”

  他举例道,如在海洋研究方面,针对全球大气―海浪―海洋环流开展了数值模拟,环流模拟结果达到国际先进水平;在新药创制方面,构建了针对药物靶标结构的高通量虚拟筛选和药物分子设计平台。

  而顾卫东考虑的则是具体实施方面的细则:首先是将超算中心宣传出去。比如,针对大学里的科学论文计算等;再者,一些大型高端设计,比如CAD/CAE等设计,得让他们知道这是超算的专长。“这就需要我们要走出去,多为需求单位服务。”他说。

 

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