超级计算机离我们有多远

2014年07月07日  来源： 广州日报

　　日前，一年半里连续三次登顶超级计算机Top500榜单的“天河二号”正式宣布进入应用阶段，而市民也可免费试用这台稳坐“全球最快”宝座的超级计算机。但让市民困惑的是，日常生活中我们能用超级计算机做些什么呢？如此高端的机器能给我们的生活带来什么？本期学术沙龙请来国家超级计算广州中心主任袁学锋来解答这些关于超级计算机的几个为什么。

　　文/记者 王睿 图/摄影记者 曹景荣

　　关于应用：

　　千手观音只用了几只手

　　拥有那么多冠军级的成绩单，伴随而来的讨论便是“天河二号”应用是否跟得上硬件水平。不少专家认为，中国的硬件研制能力与软件应用水平差一到两个数量级。因此，中国如何用好千万亿次计算机，充分发挥它们应有的作用，是一个大问题。

　　中科院计算机网络信息中心超级计算中心主任迟学斌就说，我们在超级计算机研发方面，应该更加注重应用投入，在追求速度的同时和应用紧密结合才有价值。假如应用无法发挥机器的真实性能，中国就称不上超算强国。

　　有数据显示，中国目前应用的并行计算规模，绝大多数只用到几十到几百个处理器，只有极少数应用能用到上千个处理器。也就是说，千手观音只有几只手派上了用场。但袁学锋则认为，超算的应用问题不独独是我国才面临的，目前全世界的超级计算机用一套程序来占满如此一套上百万核的系统，没有几个国家能做到。“通过这两个月的试用，有一些典型的案例可以佐证‘天河二号’的应用效果是理想的。”他介绍道，从今年四月到现在合作的120个用户里，有4个使用超算已达到上百万核，包括模拟地震在岩石里面压力波的传递以及模拟钙离子的细胞通道。现在已经使用起来了，接下来要通过优化软件来大规模推广应用。

　　关于人才：　

　　依托高校培养应用型人才

　　除了应用方面需要不断研发推进，超算人才的缺乏也是超级计算机研究未来亟须解决的问题，袁学锋坦言，目前广州超算中心想招聘超算人才确实不容易。“所以我们在中山大学设立了超级计算机研究院，第一批招收了三十位研究生，他们是依托‘天河二号’培养出来的学生，全程可以利用‘天河二号’进行实验研究和学习。”他说。据悉，这批学生最被看中的是交叉学科的背景，有不少新生具备生物制药、海洋技术等背景，有利于培养应用型人才。

　　关于前景：

　　有利于产业往高端转移

　　在目前正在与“天河二号”合作的项目中，其生产速度已带来了革命性的改变。过去需要花两年时间的飞机优化项目，利用超算只需要六天。袁学锋说：“速度可以带领我们在市场中占据先机。”另外，由于超算带来的个性化产业革命，也许能让广东摆脱低端产业链的诟病。“目前广东的产业都面临升级转型的压力，如何从粗放式的制造转变成知识型生产，让产业往高端上转移，超算的普及能起到很大的作用。”

　　关于盈利模式：　

　　市场化模式便于摸清需求

　　在欧美、日本等超算强国，在盈利方面都遇到了不同程度的瓶颈，绝大多数的超算中心都是由政府来承担所有运营经费。与国外超级计算机的模式特别不一样的是，天河二号走的是市场化商业模式。

　　国外的超算是作为国家战略而不计成本地投入的，大部分是国家行为。“目前很少地方像广东那样政府出钱搞超算，再通过市场化运作来盈利，这是一种多样化的投资。盈利来源一半来自于政府的兜底，另外一半需要通过市场来实现。”袁学锋说。这种模式也有利于测试出市场对于超算的需求有多少，需求点在哪里。

　　对话

　　超级计算机引领新兴的生产模式、理念和平台

　　记者：国家超级计算广州中心7月正式对外提供服务，普通市民是不是要有非常复杂的知识储备才能用？

　　袁学锋：从4月到6月上旬，已有120多个用户试用，以企业用户、科研用户为多，个人用户还没有。

　　对市民来讲，使用超算是需要一定的技能，但也不需要用到编程那么复杂的技能。比如，市民可以从最基本的动漫渲染着手。本来创作一个动漫电影需要一帧一帧地画出来，是劳动密集型的工作，利用超算便可以储存大量的数据，通过高速的动漫渲染变成电影，过程非常简单高效。接下来我们会研发一些简单容易操作的图形化软件来让超算更加通俗易操作，让市民可以通过触屏来使用超算、体验超算，享受超算的乐趣。

　　记者：您曾说过欢迎年轻人利用“天河二号”作为创业平台，具体怎么利用呢？

　　袁学锋：第三次工业革命实际上是数字化定制的时代，超级计算机有一个关键的作用就是进行个性化生产。超算平台可以用于3D打印，创业者可以通过自己独特的设计，运用3D打印进行生产，在家设计、生产的模式就诞生了。这跟过去要把图纸拿到工厂才能生产的模式非常不一样，不是大批量的，而是点对点、个性化的。这种模式意味着创业的门槛变得很低，只需要家里置一台3D打印机，就可以完成从设计和制造。

　　记者：这种个性化的生产模式对大众来说意味着什么？

　　袁学锋：实际上现在这种模式在欧洲已经开始起步了，一些家庭主妇开始自己设计首饰，通过3D打印进行生产并销售。买家也可以只购买卖家设计的程序，自己打印就行。

　　现在把高速度的超级计算机开放给个人，我们的制造效率就提高了很多。其实超级计算机正在引领的是一个新兴的生产模式、理念和平台，跟每个市民都息息相关。

　　记者：“天河二号”怎样推动政府的电子政务？

　　袁学锋：广州的电子政务运用了超级计算机之后，大量的房产信息、社保信息、户籍信息可以全部打通，就可以简化政务手续，可以实现拿着身份证就一卡通了。

　　记者：超算可能会对教育带来什么革命性的改变？

　　袁学锋：目前，电子教育平台在超算中心建立起来了，九月就会上线，不单单是高校教育，全广州2200万学生的信息、资源都储存在“天河二号”，学习遇到任何问题都能找到答案，它是一个整合了庞大教育资源的平台。

　　记者：超算对医疗有什么作用？

　　袁学锋：个性化医疗也是超算平台突出的优势。通过造一个有生物性质的数字人，把生命功能的动态物理模型构造到几何模型里，在这个模型里我们可以清楚看到血管、肌肉各种器官分布的位置，这就意味着医生可以在这个数字模型里做实验。造整个数字人要花一定时间，但是数字肝、数字血管、数字消化系统是目前所能做的，可以在此基础上进行药物实验。

　　观察眼

　　张涨

　　云服务

　　可为超算民用突破口

　　“天河二号”计划向普通市民、企业开放是个好消息，但要让超算真正走进商用、民用领域，可能还需超算中心和用户群体双方共同的努力。一方面，超算中心在承担科研任务的同时，应加强对民用市场的服务水平。超级计算机与普通计算机原理并无二致，再强大的运算能力，也要通过软件来服务用户。除了飞机制造、气象模拟等已成熟的超算项目，开放民用后面对五花八门的用户需求，超算中心显然需要更多大型软件才能更加方便地服务客户。此外，加强服务水平还涉及组织架构、人才梯队方面的思路调整：对于大多数并不了解超算的中小企业，宣传工作如何深入人心？针对并不掌握超算操作技能的普通市民、企业，超算中心有没有一支一条龙式的服务队伍，帮助客户实现自己的目标？这些都还有提高空间。

　　另一方面，作为超算的潜在用户，广大企业也需及时转变观念，改变过往那种更愿意自己购买硬件设备的传统做法，如果成本可行应当大胆拥抱新技术。政府部门、事业单位和科研单位更应带头通过购买服务的形式，适当将一些计算任务交给超算中心。举例来说，与普通提供云服务的公司相比，超算中心的技术水平、存储能力、运行可靠性都不可同日而语，当下越来越普遍的各种云项目如政务云、医疗云、教育云等，都可依托超算中心进行。在这方面，深圳超算中心已有尝试，其教育云覆盖了深圳10个区的中小学，用户达35万人；健康云对接了75家公立医院，电子病历超过98万份。广州超算中心不妨也将云服务作为民用的重点突破口。