深圳商報(bào)（記者 錢飛鳴王海榮）“超級(jí)計(jì)算可以大大縮短科技創(chuàng)新的周期，降低科技創(chuàng)新的成本，減少科技創(chuàng)新的不確定性。我們將繼續(xù)推進(jìn)與國(guó)家科技創(chuàng)新載體深度融合，推動(dòng)計(jì)算能力轉(zhuǎn)化為企事業(yè)單位的創(chuàng)新力和社會(huì)生產(chǎn)力，成為科技創(chuàng)新的引擎。同時(shí)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新為應(yīng)用場(chǎng)景賦能，為深圳成為智慧城市建設(shè)全球樣板提供強(qiáng)大支撐。”近日，國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心主任馮圣中如此表示。

藏身西麗大學(xué)城一隅，國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心遠(yuǎn)離鬧市。深圳商報(bào)記者近日走進(jìn)這個(gè)深圳建市以來(lái)單個(gè)投資額最大的國(guó)家級(jí)科技基礎(chǔ)項(xiàng)目，發(fā)現(xiàn)超算中心早已深度介入深圳市民的日常生活：天氣預(yù)報(bào)的空間分辨率可以精確到1公里以內(nèi)，警方的人臉識(shí)別終端設(shè)備讓社區(qū)治理更高效，公立醫(yī)院的檢查檢驗(yàn)結(jié)果實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)、互通、互認(rèn)……作為科技基礎(chǔ)平臺(tái)，超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)于深圳高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的助推作用更為明顯：大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等是平臺(tái)的研發(fā)主流，華為、騰訊等創(chuàng)新企業(yè)是平臺(tái)的入駐?？?，而新興產(chǎn)業(yè)更是平臺(tái)著力培育的應(yīng)用重點(diǎn)。

近兩年，深圳一直強(qiáng)調(diào)啟動(dòng)大科學(xué)裝置群建設(shè)，推進(jìn)國(guó)家超算深圳中心二期建設(shè)是明確項(xiàng)目。服務(wù)粵港澳大灣區(qū)建設(shè)，這是超算中心當(dāng)下的重點(diǎn)。馮圣中表示：為深圳“計(jì)算”，為大灣區(qū)“計(jì)算”，打造國(guó)際科技創(chuàng)新中心，深圳超算要做尖兵。

運(yùn)算速度曾排名世界第二

2009年，深圳超算中心獲批成立，這是國(guó)家863計(jì)劃的一部分，也是國(guó)家在深圳布局建設(shè)的重大科技基礎(chǔ)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)一年多建設(shè)，深圳超算中心于2011年11月投入運(yùn)行。以12.3億元的總投資額，超算中心成為深圳建市以來(lái)單個(gè)投資額最大的國(guó)家級(jí)科技基礎(chǔ)設(shè)施。

正式亮相前，深圳超算中心進(jìn)行過(guò)一次“體檢”。2010年6月，世界超級(jí)計(jì)算組織對(duì)深圳超算中心的運(yùn)算能力進(jìn)行了實(shí)測(cè)。結(jié)果顯示，峰值運(yùn)算速度為1271萬(wàn)億次/秒，當(dāng)時(shí)世界排名第二。超算中心主機(jī)系統(tǒng)——曙光6000超級(jí)計(jì)算機(jī)，由中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所研制，完全實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)自主研發(fā)。

在超算中心的機(jī)房里，5600臺(tái)“刀片”服務(wù)器處于正常運(yùn)作狀態(tài)。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“從速度來(lái)說(shuō)，我們的超算現(xiàn)在排名不如往昔，現(xiàn)在中國(guó)第一的‘神威—太湖之光’，速度已達(dá)到每秒9.3億億次。這是摩爾定律的體現(xiàn)，超算的更新?lián)Q代大約在6年左右。深圳超算，現(xiàn)在是超期服役。”

“E級(jí)”意味著每秒百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算。深圳全力推動(dòng)的國(guó)家超算深圳中心二期建設(shè)，核心便是“E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)”。深圳超算市場(chǎng)部負(fù)責(zé)人坦言，這將極大改變“粥少僧多”的局面。目前，深圳超算計(jì)算資源利用率一直保持著全國(guó)最高記錄，這也意味著一直處于滿負(fù)荷運(yùn)作。據(jù)了解，深圳超算是世界上最早布局云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能的超算中心之一。目前中心云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能機(jī)構(gòu)用戶超過(guò)2萬(wàn)家，個(gè)人用戶超過(guò)1200萬(wàn)。在去年10月召開的第十四屆全國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)上，深圳超算中心獲得“超算應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)”。

“胡思亂想”得以驗(yàn)證突破

“發(fā)現(xiàn)是從無(wú)到有，模擬是化虛為實(shí)。超算就是在計(jì)算場(chǎng)景里完成實(shí)際場(chǎng)景的操作，從而驗(yàn)證各種‘胡思亂想’?！瘪T圣中表示，計(jì)算不僅是驗(yàn)證的工具，更是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的手段和技術(shù)創(chuàng)新的支點(diǎn)，其作用可以概括為發(fā)現(xiàn)知識(shí)、模擬猜想、驗(yàn)證設(shè)計(jì)、智慧賦能。

“沒(méi)有這個(gè)平臺(tái)，過(guò)程可能需要很長(zhǎng)時(shí)間；有了這個(gè)平臺(tái)，能大大縮短科技創(chuàng)新的時(shí)間?！背阒行母敝魅翁迫嗜A表示，科學(xué)是不斷試錯(cuò)的過(guò)程，在猜想到驗(yàn)證中不斷趨向于更好，然后在可能上億次的試驗(yàn)中獲得成功。他舉例稱：“比如新材料的分子試驗(yàn)，兩個(gè)分子對(duì)接只要有0.01度的偏差，結(jié)果都有所不同，而理想的結(jié)果就在那一次次0.01度的調(diào)整中。”

在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中，這叫高性能計(jì)算，也是超算中心的看家本領(lǐng)。目前，超算中心高性能計(jì)算科研機(jī)構(gòu)用戶達(dá)1600個(gè)，在國(guó)內(nèi)處于引領(lǐng)地位。資料顯示，深圳超算用戶表上有鵬城實(shí)驗(yàn)室、中科院、深圳市環(huán)境科學(xué)研究院、深圳大學(xué)、北京大學(xué)、清華大學(xué)等數(shù)十家創(chuàng)新載體，合作伙伴包括華為、平安科技、騰訊、中國(guó)電信、云天勵(lì)飛等科技企業(yè)。

超強(qiáng)的運(yùn)算速度，給基礎(chǔ)研究帶來(lái)加速，同樣也是實(shí)實(shí)在在的數(shù)字生產(chǎn)力。近年來(lái)，深圳重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)，這些都與超級(jí)計(jì)算有著密切關(guān)系。據(jù)介紹，深圳超算中心的軟件平臺(tái)，包括化學(xué)計(jì)算、生物計(jì)算、電磁學(xué)、工業(yè)仿真、流體計(jì)算、動(dòng)畫渲染、建筑設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)計(jì)算、氣象預(yù)報(bào)、材料模擬、固體力學(xué)、大數(shù)據(jù)分析挖掘等領(lǐng)域。

智慧城市的“超級(jí)大腦”

“未來(lái)城市發(fā)展將會(huì)越來(lái)越智能，智慧城市和人工智能是深圳超算中心重點(diǎn)的發(fā)展方向。”馮圣中說(shuō)。

深圳超算中心的另一塊牌子，叫“深圳云計(jì)算中心”。超算中心承擔(dān)的國(guó)家發(fā)改委云計(jì)算重點(diǎn)示范工程項(xiàng)目——深圳市云計(jì)算公共服務(wù)平臺(tái)，已開發(fā)完成政務(wù)云、健康云、教育云、工業(yè)云、測(cè)試云、檔案云、氣象云、備份云、警務(wù)云、招標(biāo)云、渲染云、血液云、工程大數(shù)據(jù)云以及電子賬單、應(yīng)用商店等“十三云一單一店”。在深圳的“智慧城市”建設(shè)中，超算中心是“城市超級(jí)大腦”。

比如氣象云，深圳氣象局大大提升時(shí)空分辨率及更新頻率，模式運(yùn)行由逐6小時(shí)加密到逐3小時(shí)，空間分辨率也由4公里逐漸加密到1公里左右，預(yù)報(bào)效率得到成百倍的提升。依托并行計(jì)算的應(yīng)用，還進(jìn)行了雷暴尺度集合天氣預(yù)報(bào)，提供了極端天氣的概率預(yù)報(bào)等新產(chǎn)品。唐仁華表示：“隨著算力的加強(qiáng)，未來(lái)的天氣預(yù)報(bào)可以精準(zhǔn)到500米的范圍。這意味著，每個(gè)市民可以查到自家小區(qū)的天氣預(yù)報(bào)?！?/p>

除此之外，深圳超算在其他多個(gè)領(lǐng)域也表現(xiàn)搶眼。協(xié)助公安部門開發(fā)運(yùn)行的警務(wù)云系統(tǒng)，使2000萬(wàn)市民利用網(wǎng)絡(luò)方便辦證；協(xié)助教育部門開發(fā)教育云項(xiàng)目，讓近百萬(wàn)家長(zhǎng)隨時(shí)了解孩子的學(xué)習(xí)生活情況；協(xié)助衛(wèi)計(jì)部門開發(fā)的健康云系列，目前已在市屬公立醫(yī)院實(shí)現(xiàn)檢查檢驗(yàn)結(jié)果共享，采集實(shí)時(shí)報(bào)告超過(guò)250萬(wàn)份。

新興的自動(dòng)駕駛，同樣離不開“超級(jí)大腦”?！白詣?dòng)駕駛看起來(lái)是汽車的事，但汽車只是一個(gè)獨(dú)立的處理器，離不開綜合系統(tǒng)的支持，不僅快速應(yīng)對(duì)需要龐大的計(jì)算能力支撐，而且包括汽車如何選擇路線等，同樣需要一個(gè)城市超級(jí)大腦提供后臺(tái)支持?！瘪T圣中如此表述。

迎接“E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)”

全球的超級(jí)計(jì)算機(jī)正在加快進(jìn)入E級(jí)計(jì)算時(shí)代。深圳市“十三五”規(guī)劃綱要中提出，促進(jìn)國(guó)家超級(jí)計(jì)算深圳中心提升發(fā)展。去年的政府工作報(bào)告中也提出，啟動(dòng)大科學(xué)裝置群建設(shè)，推進(jìn)國(guó)家超算深圳中心二期建設(shè)。2018年3月，深圳向國(guó)家科技部、廣東省政府及中科院發(fā)文，申請(qǐng)E級(jí)計(jì)算機(jī)落戶深圳。

所謂“E級(jí)超算”，是指每秒可進(jìn)行百億億次數(shù)學(xué)運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)，被全世界公認(rèn)為“超級(jí)計(jì)算機(jī)界的下一頂皇冠”。深圳超算已經(jīng)召開E級(jí)計(jì)算機(jī)需求專家研討會(huì)和選型專家論證會(huì)，獲得項(xiàng)目選址意見書。為解決E級(jí)超算落地前的計(jì)算資源短缺問(wèn)題，超算中心去年3月進(jìn)行了擴(kuò)容改造，新購(gòu)置近千臺(tái)機(jī)架式服務(wù)器、GPU服務(wù)器和一批存儲(chǔ)系統(tǒng)。擴(kuò)容升級(jí)完成后，深圳超算將形成超過(guò)20PB的全新存儲(chǔ)系統(tǒng)。

唐仁華介紹稱，“E級(jí)超算”落戶，將使深圳超算的運(yùn)算能力得到上千倍的提升，為深圳乃至粵港澳大灣區(qū)的科技發(fā)展提供強(qiáng)大支持。今年，超算中心將全面鋪開“E級(jí)超算”準(zhǔn)備工作。據(jù)了解，深圳超算中心已經(jīng)發(fā)起成立了粵港澳大灣區(qū)先進(jìn)計(jì)算創(chuàng)新共同體，推動(dòng)計(jì)算資源、數(shù)據(jù)資源、學(xué)術(shù)資源、人才資源等各類創(chuàng)新要素的共享及協(xié)同創(chuàng)新。