会“亲民”吗?
不了解的人总觉得“天河一号”这样的超级计算机会“高高在上”,只与科学研究与“高精尖”有关系。“但事实上,在和大众生活息息相关的各个领域,我们都可以看到超级计算机的身影。”周兴铭院士说。
“天河一号”要把家安在天津滨海新区而作为两个国家级超级计算中心之一的天津中心的主机,与位于深圳的中心“一北一南”形成中国高科技发展的重要引擎。但它们又是全球公共科研设施,将对国内外用户开放,也并非专业科学研究者的“专利”。“无论身在何处,大家都可以通过互联网共享使用它。”国防科学技术大学计算机学院“天河一号”工程办公室主任李楠研究员认为,随着超级计算机的服务能力在未来的进一步拓展,很可能会诞生一个庞大的巨型机服务产业,面向个人用户提供服务。
“在现代科学技术发展中,计算已经成为与理论和实验并行的第 3 大引擎。”国家超级计算天津中心主任刘光明表示,“‘天河’的平台是开放的,我们愿意与全世界共享中国的创新成果。”很多涉及民生与安全的研究无法在现实世界中进行实验,如地震、洪水或恐怖袭击等灾难,需要有超级计算机进行模拟和仿真。专家称,还有一些复杂的大型问题的求解也需要它,像地球物理探测、对天体演变研究、对上亿人口的社会学研究等。
对“普通人”来说,其日常生活实际上也越来越离不开超级计算机了。现在最常见的天气预报就是超级计算的结果。“使用超级计算机后,预报的精度范围可以缩小到边长几百米的区域与某个特定时间段,预报内容也更丰富了,就好比以前只能预报海淀区是否下雨,现在则可以预报‘目前’北京大学会不会有雨,风力几级……”张云泉研究员说。
目前人们所用的汽油、燃气等能源也正有劳于超级计算机帮助勘探出来。据介绍,“天河一号”投入使用后的首批重大应用项目就是找石油与资源勘探;还用于航空航天装备设计研制和卫星遥感数据处理以及环境控制、生态动力与污染数值模拟;进行金融工程数据分析(金融产品投资运用超级计算机计算是否盈利能精确到几分几秒出手);研究生物制药——以计算机模拟的手段,科学家可以在比较短的时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物,从而大大缩短药物研发的周期……
“上网搜索和玩游戏同样要靠超级计算机支撑。”李楠研究员举例说,很多动漫影片也是用它们制作的。而张育林校长说得更干脆:中国动漫水平还比较差,一个原因就是没有与超级计算机结合。曾几何时,制作一部动漫作品需要好几年,应用计算机后可以缩短到几个月,而使用超级计算机则能缩至几分钟。“天河一号”有 5120 块显卡,速度是一般家用计算机的 2 万倍。
毫无疑问,应用正“拉动”需求,但张育林校长强调,基础学科的发展才是最根本的驱动力。“核心关键技术往往属于基础学科,需要长期的技术和人才积累,难以在一朝一夕完成跨越。”他指出,目前中国受经济发展水平限制,基础学科的投入仍然不够,同时社会上存在浮躁情绪,“愿意卖高尔夫球杆但不愿意做球杆上的碳纤维;想卖电脑却不想做 CPU ……我们在做大系统的同时,一定要站在科技最前沿加强基础科学。”
专家预计,未来 10 年左右,超级计算机将达到每秒百万万亿次,也就是目前千万亿次的 1000 倍。但要实现这个目标,必须在硬件、软件等方面取得重大创新和关键技术突破,如新的纳米器件、光器件的研制和投入使用;发明新的编程方法以及管理维护这个大系统的方式方法。否则即使是机器做出来了,用户也无法使用,或者是很难使用。
