理性看待超级计算机全球第一

第三十六期全球超级计算机500强排行榜日前在美国新奥尔良正式发布，我国首次有两台超级计算机位列三甲。由国防科学技术大学研制的“天河一号”二期系统以实测运算速度每秒2570万亿次位居榜首，由中科院计算所和曙光公司研制的“曙光星云”以实测运算速度每秒1270万亿次位居第三。
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　　如何理性看待此次突破？我国高性能计算机产业还存在哪些不足？如何在未来的激烈竞争中赶超发达国家？本报记者采访了多位专家。1 Z! i) Y. [9 `9 L- i
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“第一”来之不易

　　近几年的连续突破，其实经过了几代人数十年的不懈努力9 B7 U: Q/ ~6 o/ L5 C5 E
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　　“我国的高端信息技术和产业还处在发展过程中，‘天河一号’此次夺魁，是历史性的突破，实属不易。”“天河一号”工程办主任李楠研究员说，我国在超级计算机领域的突破向世界证明，只要我们找准突破口，坚持自主创新，就能够研制出具有世界领先水平的产品。
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　　“超级计算机是‘计算机领域的珠穆朗玛峰’，代表着世界信息技术的战略制高点，是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志。”中科院计算所副所长、曙光首席科学家孙凝晖研究员告诉记者：“很多人都不了解，我们近几年的连续突破，其实经过了几代人数十年的不懈努力。从上世纪50年代开始，我国科学家一直在不断追赶。”+ vG( b4 p; }: U) y: y+ V
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　　中科院计算所所长李国杰院士，至今清楚地记得1992年在美国封闭开发“曙光一号”时的情景：11个月的时间，核心开发小组甚至没有游览一下附近的街道和商店。如此忘我投入，是基于一种急迫追赶的心情——当时中国高性能计算机和美国的差距超过10年。

　　从最初的不甘落后，到创业阶段的艰苦探索，再到如今追赶超越，我国走出了一条经济可行的产业化之路。在此次全球500强排行榜中，中国有41席，总体占有率8.2%，位居第二。

　　成就理性看待——
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　　虽然在计算速度方面已走到世界前列，但是在技术水平上还不能这么说
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　　“我们对取得的成绩要有一个理性的判断，不能沾沾自喜。”“天河一号”副总设计师胡庆丰研究员说，与发达国家尤其是美国相比，我国在核心电子器件、高端通用芯片和基础软件，以及大型行业应用软件等方面存在明显差距。0 X$ y# o9 }3 @: n) j4 t+ C

　　“虽然我们在计算速度方面已经走到世界前列，但是在技术水平上不能这么说。”孙凝晖说，“我们的机器计算快，但是访存速度慢，不均衡，整机的效率还有不小的差距。我的看法是有两年的差距。在信息产业领域，有一个摩尔定律，相差两年就意味着相差一代。而且，在未来10年内，这两年的差距追赶起来也很有难度。”T" i( Q; H! }4 s# j/ t
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　　“这就像体育比赛，在2010年这一站你拿了金牌，并不意味着你的体育水平就是世界最高了，关键还要看你未来的持续表现。”孙凝晖说。
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　　美国著名计算机设计师沃利奇表认为，世界不会停止脚步，中国的赶超只是暂时情况。据了解，目前已有5个计划或正构建的超级计算机系统，其运算能力将会超越“天河一号”，这些正建造的超级计算机大多数都集中在美国。美国橡树岭国家实验室正在研制内置加速器的超级计算机，研制成功后计算能力有望达 20千万亿次，预计在2012年研制完成，其速度将近“天河一号”10倍。" @, Z+ s9 K5 g1 K6 X" B3 y! x6 Z

　　差距不容忽视

　　核心差距在软件和应用，任务长期而艰巨2 h; X7 r& B: _# ^/ d

　　在硬件方面，不论是“天河一号”，还是“曙光星云”，其主要核心芯片都采用的是美国的产品。在专家眼里，这个差距虽然明显，但不是核心差距，更大的差距在软件和应用方面，欠缺更多的是“软实力”。

　　“这就好比汽车业，中国能生产出全世界最多的车，但是汽车的种类、质量、利用率和西方还有明显差距。”孙凝晖说：“速度并非最重要的指标，更重要的是应用能力。”5 k% T$ T( H9 M& l/ [2 g

　　“产业和技术一定是互相支撑或者依托的，离开产业谈技术没有意义，离开技术谈产业没有根基。”曙光集团总裁历军告诉记者，从产业来看，应用水平低和需求不足是我国高性能计算机产业的现实问题，这也和国家经济发展水平相适应。" a- R' [% h" |7 S6 D' \

　　在我国，高性能计算机目前主要应用在气象、石油开采、科学计算、生物研究等这些“象牙塔”领域，核心的工业领域尚没有广泛应用。而在发达国家，用户则遍布社会的各个领域，波音飞机、福特汽车、好莱坞电影等，背后都有超级计算机的功劳。正是应用的差距造成了一种状况，在我国，往往是先研制出超级计算机，再去找需求；而在发达国家，往往是先有大的需求，再去造超级计算机。这也是为什么与发达国家相比，我国的高性能计算机同质化状况更严重、使用效率也更低的原因。

　　“曙光过去20年的实践证明，并不是说没有需求”，历军说：“只是用户不知道怎么用，这需要一个培育的过程。以上海超算中心为例，建成后不到一年，运算负荷就超过了80%。”) J7 i; S4 c" i4 i! q0 P- b
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　　“需求其实很大，但是需求要转变为应用，必须有知识产权的大型应用软件，这一直是中国超算发展的一块短板。”孙凝晖说：“没有好的软件，是很难用好超级计算机的，现在我们的软件要么是购买国外的，要么就是开放源码的软件，严重制约了行业的发展。”

　　“天河一号”常务副总设计师、国防科大计算机学院院长廖湘科表示，要用好超级计算机，必须在每个专业学科领域——工业、流体力学、结构仿真、生命科学等都开发出专门的应用软件，改变严重依赖进口的局面。这是一个长期而艰巨的任务，需要提高认识，从学科建设的角度制定长远规划，从培养严重缺乏的应用开发人才做起。8 |& X) i6 [4 o0 S

　　未来展望
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　　云计算是未来数年信息产业不可逆转的发展趋势% |5 a, N: s& {; ?
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　　“在国际上，高性能计算机每隔3年到3年半性能提高10倍”，孙凝晖说：“速度的追求永无止境，必须在追求速度的同时，和应用紧密结合。仅有平台是没有价值的，应用才是价值所在。”" L9 o1 hG" U* }
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　　“云计算是未来数年信息产业不可逆转的发展趋势，这给我们带来了新的契机”，历军说：“我们提出了一个方向，就是‘云中超算’。云计算的本质要求实现集中计算、集中存储，这为高性能计算机产业的成长壮大创造了条件。”$ c) {& l+ n$ f0 i
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　　历军认为，未来不仅要为用户提供硬件产品，更重要的是提高服务能力，提高为客户提供综合解决方案的能力，提高工程设计和工程开发能力，在普及应用上不断努力。1 aH6 t) l* i7 V/ D
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　　“曙光在成都的云超算中心已经建设完成，后续还会再建5—10个这样的区域云超算中心。未来3—5年的目标是在全国各省区市都建成一个面向云计算业务的超算中心。”历军说，事实已经证明，汽车、核电、钢铁、新材料、飞机制造等越来越多的工业企业正在成为我们超算中心的服务对象，未来我们将继续改进，让更多的用户用最少的投资享用高端的计算服务。