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环看全球,“算”它强!

红网时刻新闻记者 赵翼鹏 长沙报道

行经长沙麓山南路,很难不注意到坐落于此的国家超级计算长沙中心(下称“国家超算长沙中心”)。

这两幢掩映于青山翠林之中的建筑,灵感源于传统的算盘,形若巨大的阿拉伯数字的“0”与“1”,隐喻着计算机技术的基础——二进制的基本符号。

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国家超级计算长沙中心。

天算台,是“0”形建筑的名字,略带古意,装载其中的,却是最先进的计算技术——“天河”超级计算机。

天算台内的机房中,湛蓝色的计算机机柜阵列其中,散热空调有节奏地发出阵阵风声,除此之外,肉眼难再发现什么新鲜事。

“表面平静,可在数据和程序构建的数字世界里,正千军浩荡、万马奔腾,可谓‘于无声处听惊雷’。”国家超算长沙中心副主任彭绍亮这样描述“天河”超级计算机的工作状态。

最近的速度纪录更新于2022年10月9日。

这一天,天河新一代超级计算机系统运行启动,主机系统采用全国产设备,峰值计算性能达200P Flops(64位精度),可提供1000POps人工智能算力(16位精度)。

“200P Flops相当于每秒进行20亿亿次计算,这意味着比‘天河一号’超级计算机的算力提高了150倍,算力水平国内领先、国际先进。”走进机房中,站在“天河”超级计算机前,彭绍亮介绍。

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“天河”系列超级计算机机房。

超级计算机是惹人艳羡的,在于超级的速度、超级的容量,是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志,亦是世所公认的大国重器。

对于这位成长于80年代的青年科学家而言,面对隔开超级计算机的机房,如今的自由进出,有着更深远的意涵。

时间的坐标轴拉回千禧年间,国防科技大学(下称“国防科大”)的校园内,彭绍亮正攻读计算机专业,课堂上,他听老师说起这样一个关于“玻璃房”的故事。

“改革开放之初,国家曾花费巨资从国外购买了一台超级计算机,却未料想到,对方不仅开出高昂的后期集成和维护费用,而且要求超级计算机要放在一个独立的机房里面,只准国外的工程师进去使用。”

彼时,在设备使用过程中,为防止核心技术外泄,设备机房采用全透明的玻璃墙,对方要时刻监控我国工作人员的一举一动,甚至连高性能计算机的启动密码和机房钥匙都要由对方控制。

拒之门外的屈辱与酸楚,是无数中国超级计算人心里深深的痛,却也昭示了后来之中国在先进计算上的狂飙突进。

也正是在彭绍亮初次听闻“玻璃房”故事的国防科大,那里至今存放着打开“玻璃房”的第一把“钥匙”。

经国防科大北校门径直往前,就能看到主干道东西两侧分别矗立的“天河楼”“银河楼”,如两座丰碑,见证着由此发际的一代代“银河”“天河”团队的薪火相传,把五星红旗插上世界超算之巅的拼搏历程。

楼内长廊旁,挂满了“银河”“天河”事业领军人的照片。放在首位的,是中国巨型计算机的奠基人——慈云桂教授。

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慈云桂教授。

“中国要进入四个现代化,不能没有巨型机。”1978年,改革开放刚启程,邓小平同志将研制亿次巨型计算机的任务郑重交给国防科大。

时任国防科大计算机研究所所长的慈云桂当时已岁至花甲,他立下军令状:“就是豁出我这条老命,也一定要把我们自己的巨型机搞出来。”

当时我国的工业基础薄弱,加工设备简陋,元器件落后,慈云桂领着科研团队在极其困难的条件下工作,把实验室当战场,像打仗一样攻关,吃在工厂、睡在机房,夜以继日地进行着一场没有硝烟的战斗。

曾经参与研制的李思昆教授回忆说,那时加班费一个晚上两毛钱,让大家登记领钱,结果没一个人愿意来领,大家心里想的是省下每一分钱,尽快造出中国的巨型机。

5年拼搏,参与研制的科研人员,闯过了一个个理论、技术和工艺难关,攻克了数以百计的技术难题。

全机底板2.5万条绕接线,12万个绕接点;全机 800多块多层印刷板,每块平均5000个金属化孔;全机600多块插件板,每块3000多71个焊点……创造了200多万个焊点无一虚焊的奇迹。

1983年12月,“玻璃房”就此被打开。

我国第一台超级计算机——“银河一号”通过国家技术鉴定,向全世人宣告:中国成为当时全球第3个能独立设计和制造巨型机的国家,也让国防科大所在的长沙成为中国超级计算机的“故乡”。

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中国第一台亿次计算机“银河”资料图。

诞生翌年的国庆大典上,“银河一号”挺立着脊梁通过天安门广场,在受阅式上向世人展示她那迷人的风采。

如今,在长沙迈入不惑之年的超级计算,前行的线索依然是每秒的计算速度,却在生活的不同纬度上有了鲜明的分野。

新冠肺炎疫情暴发以来,国家超算长沙中心第一时间响应抗疫工作需要,利用天河超级计算机搭建了国内第一个基于超算的流调筛查抗疫系统——湖南省新冠肺炎疫情分析预警平台,对全省七千多万人口的行为轨迹进行实时统计和关联计算,可在1秒完成单人流调查询,1分钟完成单人密接人群筛查,个人行为轨迹可精确到建筑物楼层室内。

“单人密接与次密接人群筛查,以一台普通计算机的算力,需要几个月的时间。”彭绍亮说,该平台成功预警多起高风险外地人群输入事件,有力支持了全省快速科学控制突发疫情。

这仅仅是超级计算机诸多应用场景的冰山一角。业界通俗的说法是:超级计算机,算天、算地、算人。

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青藏高原生长方式动力学模拟。

苍穹之上,超级计算机模拟出不同宇宙学模型的演化,帮助人类一窥暗物质的奥秘;

城市之中,智慧导航、智慧城市在优化人们的出行日常,北斗卫星导航定位为之保驾护航;

田野之外,杂交水稻分子育种分析在国家超算长沙中心的高速演算中日就月将,推动水稻育种精准设计的实现……

目前,国家超算长沙中心搭建产业发展和公共服务平台50多个,累计为40个领域2000多家用户提供近20亿核时的高性能计算、大数据和人工智能等服务,牵头或参与承担重点研发计划、科技专项等国家及地方各类科技项目近1000项。

湘江潮涌间,超级计算产业正两岸间风生水起,朝着更多、更快、更强、更好迈进:银河、天河系列超级计算机广泛应用于国家、军队超算中心;长城、鲲鹏等六大整机连续3年国内市场第一;飞腾CPU、景嘉微GPU、国科微SSD等七款自主芯片和麒麟OS市场占比遥遥领先……

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遥感影像统筹及卫星应用系统。

经过多年发展,长沙成为目前全国少数能够实现计算机整机、零部件及其核心芯片国产自主设计生产的城市。近年来,随着华为、中国电子、中国电科、深信服、奇安信等企业布局长沙,全国已有4.8万余家企业230万款软硬件产品融入“两芯一生态”体系,为国家自主安全计算产业高质量发展提供坚实支撑。

产业集群的韧劲,亦带来了国家级战略部署的“落子”。

2022年11月,长沙市新一代自主安全计算系统产业集群入选国家先进制造业集群名单。数据显示,2023年1至6月,具有长沙特色的新一代自主安全计算系统产业集群产值达952亿元,同比增长12.2%。

玻璃房尚在,却早已能自由进出,一次次拼搏之中淬炼出的创新精神与顽强斗志,原来早已成为打开那间“玻璃房”的“钥匙”,紧握于手中。

来源:红网

作者:赵翼鹏

编辑:胡红叶

本文为长沙站原创文章,转载请附上原文出处链接和本声明。

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