“天河二號”六連冠也然并卵，實際應(yīng)用遠(yuǎn)比計算機(jī)本身重要自媒體
據(jù)新華社11月16日消息，在最新的全球超級計算機(jī)500強(qiáng)榜單中，之前一直排名第一的由我國研發(fā)的“天河二號”又一次雄踞榜首。迄今為止，“天河二號”已經(jīng)在這一榜單中實現(xiàn)了“六連冠”。而且從榜單來看，除“天河二號”之外，全球500部超算系統(tǒng)中，中國有109部系統(tǒng)上榜。與半年前只有37部的數(shù)量相比，中國超算技術(shù)的發(fā)展速度可謂迅猛。
超級計算機(jī)在各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，“天河二號”居于超算500強(qiáng)榜單之首，能夠顯示出我國在這一領(lǐng)域的實力。美國勞倫斯伯克利國家實驗室的副主任Horst Simon說：“中國已經(jīng)意識到了高性能計算在建模與模擬上的價值，而且增加了模擬運算的數(shù)量，并打造了對美國來說有著強(qiáng)大競爭力的設(shè)施”。但是，由于我國在這一領(lǐng)域尚未成熟，故而對超級計算機(jī)的應(yīng)用水平尚處初級階段，所以仍須努力。
一、技術(shù)封鎖倒逼出的中國自主創(chuàng)新與“六連冠”
說起“天河二號”此次的成功之路還真是比較坎坷。今年4月9日，美國商務(wù)部將中國超級計算機(jī)廣州中心、長沙中心、天津中心和國防科技大學(xué)這四家超級計算機(jī)中心列入出口管制名單，禁止它們向英特爾公司購買“至強(qiáng)”芯片。而這一芯片在“天河二號”的裝配量高達(dá)近10萬塊。對于這一做法，美國方面給出的解釋是“涉及違反美國國家安全或外交政策利益的活動”。據(jù)《華爾街日報》之前的消息，在2月18號，商務(wù)部曾發(fā)出一份通知稱之前使用英特爾處理器的“天河二號”與“天河一號”A系統(tǒng)“據(jù)信被用于核爆炸模擬”。
針對這一說法，“天河二號”的主設(shè)計師盧宇彤在今年的中國計算機(jī)協(xié)會青年計算機(jī)科技論壇上表示：“‘天河’系列主要針對民用市場，又是公開的超算中心，根本不可能涉核”。美國方面這樣的懷疑是缺乏基本軍事常識的體現(xiàn)。“沒事不惹事，事來了也不怕事”，談及美國“限售令”的影響，盧宇彤借主持人汪涵的話表達(dá)了“天河”團(tuán)隊的態(tài)度。雖然CPU之于計算機(jī)的作用就像是大腦之于人，但我國對此也早有兩手準(zhǔn)備。“超級計算機(jī)是各國政府戰(zhàn)略布局的重點，2010年以來，科技部和國家自然基金委都對項目加大投資力度，無論國際形勢如何變化，中國都會堅定不移地發(fā)展國產(chǎn)超級計算機(jī)系統(tǒng)”。
此次“天河二號”獲得“六連冠”的事實證明了中國在這一方面的實力，也證明了自主創(chuàng)新的重要性。中科院計算機(jī)所研究員張云泉表示：“中國超算不怕限售，曙光、神威、天河等系統(tǒng)的研發(fā)正是在禁運和封鎖中不斷壯大起來的。實踐表明，外國禁運的技術(shù)和產(chǎn)品，反倒‘逼’出了中國巨大的決心和潛力”。從美國方面來說，他們未必就真的認(rèn)為中國是在搞模擬核爆炸，“限售令”的起因多半是由于中國之前在超算領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)以及“天河二號”的再次升級讓美國感到了壓力。那么，超級計算機(jī)為何如此受到重視，它有哪些重要的作用呢？
二、超級計算機(jī)備受重視緣于在多領(lǐng)域的應(yīng)用
超級計算機(jī)，是計算機(jī)中功能最強(qiáng)、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機(jī)，是一個國家科研實力的體現(xiàn)，它對國家安全，經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有舉足輕重的意義，也是國家科技發(fā)展水平和綜合國力的重要標(biāo)志。在許多領(lǐng)域，超級計算機(jī)都能夠發(fā)揮重要的作用。
在預(yù)防自然災(zāi)害方面，可以借助超級計算機(jī)模擬氣流或洋流的形態(tài)，預(yù)測天氣，以預(yù)防自然災(zāi)害或減輕其破壞力度。也可以通過超級計算機(jī)測算地層力度變化，做出地殼運動的模擬系統(tǒng)，更好地幫助人們探測地震和海嘯，減少風(fēng)險。比如日本東北大學(xué)與富士通研究所就曾使用日本的超級計算機(jī)“京”成功進(jìn)行了海嘯模擬計算。該模型可以在2分鐘內(nèi)預(yù)測地震，在約10分鐘內(nèi)可確定遭受海嘯的區(qū)域。
在生物醫(yī)學(xué)方面，超級計算機(jī)可以用于計算繁雜的數(shù)據(jù)以及對人體復(fù)雜的細(xì)胞進(jìn)行建模，這對于一些難以醫(yī)治的病痛有很大的意義。2012年4月，英國《每日郵報》稱，瑞士洛桑聯(lián)邦綜合理工學(xué)院的電腦工程師亨利·馬克拉姆與一些科研團(tuán)隊聯(lián)手，通過超級計算機(jī)模擬大腦。馬克拉姆說：“人腦極其復(fù)雜，其擁有數(shù)十億個相互連接的神經(jīng)元，使神經(jīng)科學(xué)家很難真正理解大腦的工作原理，而模擬大腦將使我們能操縱并測量大腦的各個方面”。這項研究對一些精神疾病的治愈將有巨大的作用，甚至可能通過它進(jìn)一步了解人類的思維過程。
在社會科學(xué)治理方面，可以利用超級計算機(jī)對恐怖活動等影響社會秩序的過程建模，有助于制定有效的預(yù)防方案。另外，超級計算機(jī)也可以對人口行為建模，用以對社會、經(jīng)濟(jì)等各方面的研究，有利于促進(jìn)社會發(fā)展，為人們創(chuàng)造更好的社會環(huán)境。
此外，在軍事、航空航天、能源勘探、設(shè)計等領(lǐng)域，超級計算機(jī)技術(shù)所起到的助力也同樣不可小覷，這也是為何各國如此重視超算技術(shù)的重要原因。從榜單來看，中國的超算技術(shù)目前已經(jīng)達(dá)到很高的水平。但由于行業(yè)的不成熟等諸多原因，中國超算技術(shù)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠到位，仍然需要努力。
三、“六連冠”也“然并卵”，實際應(yīng)用遠(yuǎn)比計算機(jī)本身重要
對比美國的超級計算機(jī)“泰坦”可以發(fā)現(xiàn)，“天河二號”的浮點運算速度為每秒33。86千萬億次，而名列第二的美國“泰坦”超級計算機(jī)的浮點運算速度為每秒17。59千萬億次，可以看出，“天河二號”的運算速度是“泰坦”的兩倍。相比于中國上榜的計算機(jī)從37臺上漲到109臺，美國的計算機(jī)上榜數(shù)量則從6個月之前的233臺降至201臺，而歐洲的上榜總數(shù)也只有107臺。
中國的超級計算機(jī)在500強(qiáng)的榜單中獲得了斐然的成績，然而這份成績還是過于表面化了。舉個例子，國外建設(shè)超級計算機(jī)的目的是為應(yīng)用，而中國的超級計算機(jī)一般都是租給第三方。從建設(shè)超級計算機(jī)的角度來講，中國和日本、美國以及歐洲的水平其實不相上下，但在建設(shè)思路上，中國卻與其他國家截然不同。其他國家一般是先統(tǒng)計超級計算機(jī)在各領(lǐng)域所需的數(shù)量，而中國的思路是先做大再說。撇開其他原因不談，中國能夠在這一領(lǐng)域迅速發(fā)展的原因與注重數(shù)量不無關(guān)系。這多少有些“冒進(jìn)”的意思，如果照這個思路下去，那么將來如果有“天河三號”，估計還會是世界第一。
然并卵，“某種程度上來說，超級計算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用比計算機(jī)本身更重要”。國家超級計算天津中心應(yīng)用部部長孟祥飛說：“超級計算機(jī)的真正效能是在各種用戶的使用中產(chǎn)生的，如果得不到廣泛的實際應(yīng)用，對性能的追求也就失去了意義”。在應(yīng)用方面，中國與其他國家相比做的還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。
法國石油巨頭道達(dá)爾曾在2013年啟用超級計算機(jī)Pangea進(jìn)行石油資源勘探，它能夠幫助道達(dá)爾更加精確地判斷石油蘊藏的規(guī)模及開采幾率；美國于2007年在超級計算機(jī)領(lǐng)域投資20億美元，用以優(yōu)化武器裝備；《阿凡達(dá)》、《機(jī)械公敵》、《2012》等影片的強(qiáng)大特效也利用到了超級計算機(jī)系統(tǒng)Linux……國外對于超級計算機(jī)應(yīng)用的例子還很多。而與之相比，中國對于超級計算機(jī)的應(yīng)用就差了很多。
究其原因，中國科學(xué)院超級計算中心主任遲學(xué)斌認(rèn)為，中國在研發(fā)超級計算機(jī)的過程中，過于重視有形的東西，而忽略了無形的東西譬如軟件的重要性。硬件優(yōu)秀固然是好事，但軟件方面的建設(shè)更重要，否則，就算是世界第一，缺少內(nèi)容方面的應(yīng)用，也沒有什么太大的意義。由于忽視了軟件建設(shè)，導(dǎo)致國內(nèi)這一領(lǐng)域出現(xiàn)人才稀缺的狀況。在高校教育中，完整的“計算科學(xué)”教學(xué)體系可謂鳳毛麟角，更沒有相關(guān)的實踐和訓(xùn)練。而且計算科學(xué)和其他應(yīng)用科學(xué)也缺乏合作經(jīng)驗和相關(guān)機(jī)制。而美國在計算機(jī)應(yīng)用軟件領(lǐng)域已有數(shù)年的經(jīng)驗，團(tuán)隊之間早已協(xié)作默契。再加上政府給予了足夠的資金支持，使得其在超級計算機(jī)領(lǐng)域的實際應(yīng)用能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中國。歸根結(jié)底，中國在應(yīng)用方面的空缺還是由于行業(yè)發(fā)展不夠成熟，這需要時間的沉淀和經(jīng)驗的累積。
鄧小平說：“發(fā)展才是硬道理”，但對于蓬勃發(fā)展的中國超級計算機(jī)領(lǐng)域來說，應(yīng)用方面的缺失才是目前的“硬傷”，因此，實用方為真正的硬道理。不管中國在這一領(lǐng)域獲得了幾連冠，我們也都要時刻保持清醒，因為真正的科技不應(yīng)只停留于“炫技”層面，而是應(yīng)該能對改變?nèi)藗兊纳钇鸬角袑嵶饔谩?/p>
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