“超级计算机新皇冠”有望落山东 济青两个超算中心申请,投资超30亿

省政协委员、中国海洋大学信息科学与工程学院院长魏志强证实,全球最快的百亿亿次E级超级计算机有望今年落户山东,该超算将比目前全球最快的超级计算机无锡神威太湖之光还要快十倍,预计将于2020年研制完成。

据悉,E级超算被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠”,每秒可进行百亿亿次数学运算,是各国竞相争夺的热点和重点。

本报记者任磊磊

以国产E级超算为支撑

构建海洋领域“深蓝大脑”

依托中国电信和中国教育科研网提供的百G高速专网,青岛海洋国家实验室构建了全球首个超算互联网体系,把海洋国家实验室超算中心、国家超算济南中心和国家超算无锡中心统一互联形成了超算大科学装置群,神威太湖之光、神威蓝光、浪潮千万亿次超级计算机将共同服务于海洋国家实验室和国家海洋战略。

国家超级计算济南中心副主任潘景山解释说,这就好比多核手机一样,手机的CPU单核主频每增加一级,能耗就增加10倍,所以手机CPU主频不能无限扩展,否则能量会把手机击穿。而超算中心也是这个道理,把其他地区的超算中心连起来,相当于是手机的多核CPU一样,可以协同工作。

现在济南到青岛的网速是10G/秒,2018年年底将建好新的网络系统,网速将升级到100G/秒。魏志强解释说,这相当于把100G的数据延迟4-6毫秒后,传输到500公里外的济南。这也为将来的超算中心联网打下网路基础。

魏志强说,目前,这也是全球唯一以E级超算为核心的大科学装置群,可提供全球最快的计算能力,并以重大科学计划为牵引,保持国际持续领先的计算能力。并将以国产自主可控的E级超算为支撑,构建全球海洋领域最强大脑——“深蓝大脑”。根据设想,未来如果E级机落户山东,青岛负责算海洋数据、济南负责算大气,两个超算中心每2-3秒交换一次数据,这样可以达到计算的同步。

去年11月,海洋国家实验室还与北京大学、清华大学、山东大学、国家超级计算济南中心、浪潮集团等五家单位共同组建了“智能超算与大数据联合实验室”,共同构建国际一流的海洋智能超算与大数据中心。E超算也将精准服务中国的海洋科研重大需求,推动建设国际一流、超高精度全球海洋系统模拟器。

魏志强建议,依托海洋国家实验室等国家级平台,以全球最快E级超算建设为契机,山东省应该进一步加快超算中心建设,构建国际一流的山东“最强大脑”,抢占人工智能与大数据创新高地,服务于新旧动能转换。

将建百万人基因库

数据可指导预防疾病

济南超算中心落地将近7年,如今超算中心迎来了新的机遇,我国下一代神威E级原型机日前在山东济南开建,计划2018年6月竣工投用。接下来,济南和青岛两个超算中心还将申请国家E级计算机项目落地,预计该项目投资超过30亿元。

那么,在济南近7年时间的超算中心,到底算了什么?

国家超级计算济南中心副主任潘景山告诉记者,超算中心能算天算地算人。“老百姓总感觉超级计算机非常神秘,实际上我们之所以称之为超级计算机,只不过它的计算能力、存储能力、网速比一般计算机要快上千万甚至上亿倍。虽然我们听起来很神秘,但其实使用过程和使用单台电脑是一样的。”潘景山说。

大数据时代,普遍的一种说法是:未来给你治病的可能不是医生,而是生命科学创业公司。潘景山所说的算人,也恰恰如此。“中医有一个观点叫‘治未病\’,就是治未发生之病,在你未生病时治疗是最有效的。以前精准实现是有困难的,现在我们可以通过收集个人的基因信息,用数据组成这个人的基因图谱,通过计算机分析基因组学数据,与发现的疾病作比对,未来这个人得某种疾病的概率是多大,如果概率较大,那么需要继续分析致病诱因是什么。大数据分析得出的结果,就是人们应该注意的地方。根据基因预测的结果,人们可以提前对此进行预防。”

除了遗传病,在传染病预防上,超级计算和大数据的应用也发挥着重要意义。

未来5年,超算中心还将联合政府、企业等发起一个百万人基因测序计划。当百万人基因库建立起来后,就形成了一个针对山东人基因特点的生命银行,通过分析可以发现一些地方疾病,掌握山东人的基因数据,重大疾病的数据,未来会给山东出一系列重大成果。

既能还原宇宙演化

也能计算矿产资源分布

算天确实很大,从大的说,超级计算机可以算宇宙演化过程、天体的运动过程等；从小的方面说,包括我们的航空、航天、卫星、遥感等都离不开超级计算机。而与老百姓最贴近的就是天气了。天气系统是一个非常复杂的系统,因此只有通过超级计算机的运算能力,才能更加准确预测未来几天的天气情况。

现在已经有专家可以从宇宙大爆炸之前的阶段,一直模拟到地球现在的样子,银河系现在的模样等。“用半小时的时间,可以还原出约137亿年前宇宙大爆炸到现在的场景。”

算地不如算天那么神秘,但是却与人类的生存息息相关。潘景山说,比如矿产资源、海洋资源等都可以通过超级计算机来模拟演化,推断出哪个地方有矿产资源、哪里有丰富的渔业资源等等,用超级计算机可以计算出地下矿产的深度和位置。

“小时候,我们经常在农村田地里看到,探测油的施工队满地钻孔勘探。一般是几公里打一个眼,成本很高,但是效率很低。而通过超级计算机,只要在少数几个地方打洞后,通过地震波用超级计算机模拟出该处地层的情况,进而就能计算出来矿产资源的分布。”

现在国家提出的透明海洋、智慧海洋项目则可以以计算为手段、以数据处理为目的、以可视化为最终结果,使得整个海洋向人类完全打开。这通过做实验是没有办法实现的,必须通过零零散散的局部观察,浅标水下机器人水下探测、无人机探测的数据进行分析计算来实现。

潘景山表示,目前国家级超算中心也有六七个,山东省应进一步加快超算中心建设,抓紧吸引人才,才能迎来二次腾飞。

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