走自(zì)主可控的(de)超算(suàn)發展之路(lù)
超級計(jì)算(suàn)機(jī)是衡量一個(gè)國(guó)家(jiā)綜合國(guó)力的(de)重要标志(zhì)，更是國(guó)家(jiā)信息化(huà)建設的(de)根本保證。自(zì)主可控是指依靠自(zì)身(shēn)研發設計(jì)，全面掌握核心技(jì)術，實現(xiàn)信息系統從(cóng)硬件(jiàn)到軟件(jiàn)的(de)自(zì)主研發、生(shēng)産、升級、維護的(de)全程可控。推進算(suàn)力産業(yè)自(zì)主可控，對(duì)于實現(xiàn)經濟高(gāo)質量發展、提升國(guó)家(jiā)核心競争力具有(yǒu)重要意義。從(cóng)“受制于人(rén)”到“自(zì)主可控”回首上(shàng)世紀50年(nián)代，由于技(jì)術限制，我國(guó)向美(měi)國(guó)采購的(de)超級計(jì)算(suàn)機(jī)被放(fàng)在一間(jiān)玻璃房(fáng)內(nèi)，機(jī)器(qì)由美(měi)方人(rén)員(yuán)看(kàn)管，中國(guó)科(kē)學家(jiā)的(de)計(jì)算(suàn)工(gōng)作(zuò)在美(měi)方監視(shì)下(xià)上(shàng)機(jī)操作(zuò)。超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)運算(suàn)內(nèi)容、監控日(rì)志(zhì)都(dōu)要受到美(měi)方的(de)審查。也就是說(shuō)，雖然自(zì)己花(huā)了錢購置了超級計(jì)算(suàn)機(jī)，但(dàn)使用權不在自(zì)己的(de)手中。為(wèi)此，國(guó)家(jiā)十分重視(shì)超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)自(zì)主研發。中國(guó)國(guó)家(jiā)層面的(de)超級計(jì)算(suàn)機(jī)自(zì)研事(shì)業(yè)始于1978年(nián)，那(nà)一年(nián)，鄧小(xiǎo)平同志(zhì)在全國(guó)科(kē)學技(jì)術大會上(shàng)的(de)一句“中國(guó)要搞四個(gè)現(xiàn)代化(huà)，不能沒有(yǒu)巨型機(jī)”，開(kāi)啓了自(zì)研超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)曆史進程。1983年(nián)，中國(guó)第一台每秒鐘(zhōng)運算(suàn)一億次以上(shàng)的(de)“銀河”巨型計(jì)算(suàn)機(jī)研制成功，中國(guó)超級計(jì)算(suàn)行業(yè)開(kāi)始走上(shàng)了一條趕超之路(lù)。超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)研制一直受到發達國(guó)家(jiā)的(de)限制，自(zì)主研發是中國(guó)發展超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)必由之路(lù)。國(guó)家(jiā)“863計(jì)劃”自(zì)1987年(nián)實施以來(lái)，一直重視(shì)超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)研制，一直持續支持到現(xiàn)在，使我國(guó)超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)研制與應用進入國(guó)際領先行列。然而，超算(suàn)發展的(de)道(dào)路(lù)并不是一帆風(fēng)順的(de)。2015年(nián)，美(měi)國(guó)商務部發布了一份公告：決定禁止向中國(guó)4家(jiā)國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)機(jī)中心出售超算(suàn)芯片，這(zhè)一禁令嚴重影響了我國(guó)超級計(jì)算(suàn)機(jī)的(de)研制。實踐反複告訴我們，關鍵核心技(jì)術是要不來(lái)、買不來(lái)、讨不來(lái)的(de)。隻有(yǒu)把關鍵核心技(jì)術掌握在自(zì)己手中，才能從(cóng)根本上(shàng)保障國(guó)家(jiā)經濟安全、國(guó)防安全和(hé)其他(tā)安全。要努力實現(xiàn)關鍵核心技(jì)術自(zì)主可控，把創新主動權、發展主動權牢牢掌握在自(zì)己手中。2016年(nián)，一台具有(yǒu)完全自(zì)主知識産權的(de)“神威·太湖(hú)之光(guāng)”超級計(jì)算(suàn)機(jī)問(wèn)世。“自(zì)主可控”是“神威·太湖(hú)之光(guāng)”最大的(de)亮(liàng)點。機(jī)器(qì)采用了由中國(guó)自(zì)主技(jì)術研制的(de)高(gāo)效能“申威26010”衆核處理(lǐ)器(qì)，突破了全系統高(gāo)密度集成及高(gāo)速互聯技(jì)術，是世界首台峰值運算(suàn)速度超過十億億次、并行規模超千萬核的(de)劃時(shí)代的(de)新型超級計(jì)算(suàn)機(jī)。自(zì)系統發布以來(lái)，已連續四次榮獲世界超級計(jì)算(suàn)機(jī) TOP500榜單第一；基于“神威·太湖(hú)之光(guāng)”系統，兩項應用分别于2016年(nián)、2017年(nián)榮獲高(gāo)性能計(jì)算(suàn)應用領域最高(gāo)獎——“戈登·貝爾”獎，是中國(guó)超級計(jì)算(suàn)應用領域近(jìn)30年(nián)來(lái)的(de)重大突破。2021年(nián)11月(yuè)，神威超算(suàn)團隊再次憑借“量子(zǐ)計(jì)算(suàn)模拟器(qì)”課題斬獲該獎項；2019年(nián)9月(yuè)，國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心榮獲“全國(guó)愛國(guó)主義教育示範基地(dì)”稱号。40多年(nián)來(lái)，我國(guó)超級計(jì)算(suàn)機(jī)經曆了從(cóng)無到有(yǒu)、從(cóng)跟跑到局部領先、從(cóng)關鍵核心技(jì)術引進到實現(xiàn)自(zì)主可控的(de)艱難發展曆程。從(cóng)“造好(hǎo)機(jī)器(qì)”到“用好(hǎo)機(jī)器(qì)”氣候氣象。氣候預測一直被認為(wèi)是世界上(shàng)最複雜(zá)的(de)問(wèn)題之一。氣象學的(de)要素千變萬化(huà)，涉及到氣象學、熱力學、流體(tǐ)力學等極其複雜(zá)的(de)方程組，而數據則是來(lái)自(zì)于衛星、雷達、觀測站的(de)實時(shí)監測，且不斷更新。海(hǎi)量數據，對(duì)計(jì)算(suàn)的(de)速度和(hé)精度要求特别高(gāo)。高(gāo)分辨率的(de)氣候氣象精細化(huà)預報，超級計(jì)算(suàn)機(jī)功不可沒。國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心的(de)氣候氣象團隊與國(guó)家(jiā)氣候中心和(hé)國(guó)家(jiā)數值預報中心合作(zuò)，開(kāi)展區(qū)域高(gāo)分辨率地(dì)球系統模式技(jì)術研究與應用研究，支持國(guó)際氣候與災害預報業(yè)務，支持環太湖(hú)空氣污染溯源、長(cháng)三角“雙碳”數據分析、太湖(hú)藍(lán)藻治理(lǐ)等業(yè)務；繼續完善我國(guó)新能源數據集的(de)更新與完善，為(wèi)我國(guó)新能源的(de)利用、長(cháng)三角及江蘇省和(hé)無錫市(shì)節能減排和(hé)新舊(jiù)動能轉化(huà)等提供科(kē)學依據。先進制造。數字仿真模拟是推進先進制造的(de)核心基石。受空間(jiān)、成本等限制，通(tōng)過傳統實驗風(fēng)洞開(kāi)展飛(fēi)行器(qì)設計(jì)已難以滿足需求，而借助“神威·太湖(hú)之光(guāng)”的(de)超強運算(suàn)能力，則能在超算(suàn)上(shàng)開(kāi)展研發設計(jì)，即在模拟的(de)虛拟空間(jiān)中試飛(fēi)，這(zhè)種模拟可以極大地(dì)節省成本，提高(gāo)研發效率。國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心先進制造團隊與國(guó)內(nèi)核心研發團隊合作(zuò)，開(kāi)展數字飛(fēi)機(jī)發動機(jī)的(de)研制和(hé)飛(fēi)機(jī)發動機(jī)的(de)模拟工(gōng)作(zuò)；與中國(guó)船(chuán)舶科(kē)學研究中心合作(zuò)，開(kāi)展數字水(shuǐ)池、數字船(chuán)舶等模拟與驗證工(gōng)作(zuò),支持太湖(hú)實驗室的(de)建設等。除了高(gāo)大上(shàng)的(de)尖端科(kē)技(jì)，“神威·太湖(hú)之光(guāng)”還(hái)以接地(dì)氣的(de)姿态為(wèi)産業(yè)賦能，服務實體(tǐ)經濟，助力制造業(yè)轉型升級。國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心推出了“神工(gōng)坊”高(gāo)性能仿真平台。面向工(gōng)業(yè)制造領域，提供高(gāo)保真、高(gāo)性能的(de)工(gōng)業(yè)仿真解決方案，并于2022年(nián)6月(yuè)實現(xiàn)更新升級，新版本具有(yǒu)高(gāo)效并行、圖形交互、在線協同、應用推廣在內(nèi)的(de)7大優勢，自(zì)升級以來(lái)吸引注冊用戶100餘個(gè)，累計(jì)注冊用戶達到600餘個(gè)。政務服務。國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心積極支持地(dì)方政府推進城(chéng)市(shì)精細化(huà)管理(lǐ)等工(gōng)作(zuò)，利用資源與人(rén)才優勢，提供高(gāo)水(shuǐ)平的(de)信息服務。受無錫市(shì)相(xiàng)關部門委托，承接關于無錫市(shì)特種設備集成管理(lǐ)平台的(de)硬件(jiàn)架設、軟件(jiàn)開(kāi)發、核心數據庫建立等信息化(huà)工(gōng)作(zuò)。特别是基于人(rén)工(gōng)智能與大數據分析的(de)電(diàn)梯物(wù)聯網平台，對(duì)電(diàn)梯的(de)維護、人(rén)員(yuán)的(de)應急等提供支持，對(duì)大規模電(diàn)梯可進行監控、管理(lǐ)、分析與故障預測。超算(suàn)互聯網。也要看(kàn)到，超算(suàn)面臨着算(suàn)力設施發布不均衡、超算(suàn)水(shuǐ)平參差不齊、應用軟件(jiàn)自(zì)主研發和(hé)推廣應用不足、持續運營困難等問(wèn)題和(hé)挑戰。借鑒互聯網的(de)發展經驗和(hé)成功做法，加快建設國(guó)家(jiā)超算(suàn)互聯網，國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心從(cóng)追求性能驅動向追求應用實效驅動轉變，推動超算(suàn)邁進新階段。超算(suàn)互聯網不僅将超級計(jì)算(suàn)機(jī)連接起來(lái)，而且将連接超算(suàn)生(shēng)态圈，在超算(suàn)中心、應用軟件(jiàn)商、軟件(jiàn)開(kāi)發者、科(kē)研機(jī)構、各類超算(suàn)服務商、超算(suàn)用戶之間(jiān)建立連接，連接超算(suàn)的(de)供需方，打造超算(suàn)應用商城(chéng)，拓展用戶和(hé)應用。以互聯網思維運營超算(suàn)，構建互聯網化(huà)的(de)算(suàn)力運營和(hé)服務體(tǐ)系。形成互聯互通(tōng)、異構融合、應用引領、産業(yè)升級、開(kāi)放(fàng)合作(zuò)的(de)超算(suàn)互聯網。運維輸出。國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心利用自(zì)身(shēn)運維技(jì)術的(de)優勢，将積累多年(nián)的(de)運維經驗轉化(huà)成服務能力，幫助其他(tā)地(dì)方政府新建超算(suàn)中心（或智算(suàn)中心）進行運維支持，助力實現(xiàn)可持續發展。在鹽城(chéng)設立了國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心的(de)首個(gè)分中心——鹽城(chéng)超級計(jì)算(suàn)中心。響應國(guó)家(jiā)“東數西(xī)算(suàn)”工(gōng)程号召，在2023年(nián)初與青海(hǎi)大學合作(zuò)共建智能超算(suàn)中心，建設“東數西(xī)算(suàn)”超算(suàn)互聯網示範與應用平台，合作(zuò)開(kāi)展“東數西(xī)算(suàn)”計(jì)算(suàn)技(jì)術研究。超算(suàn)是科(kē)技(jì)與企業(yè)創新設計(jì)的(de)必備基礎，是數字經濟發展的(de)核心驅動。未來(lái)，國(guó)家(jiā)超級計(jì)算(suàn)無錫中心将繼續基于神威系列超級計(jì)算(suàn)機(jī)系統，踐行“攀高(gāo)峰、越高(gāo)地(dì)、沃平原”理(lǐ)念，構建全棧式國(guó)産高(gāo)性能計(jì)算(suàn)應用生(shēng)态。“攀高(gāo)峰”：基于自(zì)主超級計(jì)算(suàn)系統，積極開(kāi)展超級計(jì)算(suàn)生(shēng)态建設工(gōng)作(zuò)，特别開(kāi)發大型并行應用軟件(jiàn)，研究解決并行應用軟件(jiàn)卡脖子(zǐ)問(wèn)題，實現(xiàn)大型并行應用軟件(jiàn)的(de)國(guó)産化(huà)替代，支持解決氣象氣候、生(shēng)命科(kē)學、海(hǎi)洋科(kē)學、材料科(kē)學、天體(tǐ)物(wù)理(lǐ)等重大科(kē)學問(wèn)題。“越高(gāo)地(dì)”：針對(duì)國(guó)家(jiā)在裝備研發方面的(de)戰略布局，建立超級計(jì)算(suàn)應用支撐環境，支持深海(hǎi)空間(jiān)站、飛(fēi)機(jī)發動機(jī)、燃氣輪機(jī)、地(dì)球模拟器(qì)等重大裝備研發。“沃平原”：以無錫太湖(hú)灣科(kē)創帶“頭号工(gōng)程”建設為(wèi)契機(jī)，面向地(dì)方産業(yè)需求，充分發揮超算(suàn)資源對(duì)産業(yè)創新設計(jì)的(de)支持，研發汽車設計(jì)、電(diàn)機(jī)設計(jì)、新藥研發、芯片設計(jì)、材料設計(jì)、城(chéng)市(shì)精細化(huà)管理(lǐ)、智能交通(tōng)、電(diàn)梯物(wù)聯網産業(yè)創新設計(jì)服務平台等，為(wèi)企業(yè)提供創新動能，為(wèi)我國(guó)基礎研究和(hé)地(dì)方産業(yè)發展提供超算(suàn)力量。