2014年底，全球超級計算機TOP500組織在美國正式發布了全球超級計算機500強最新排行榜，廣州超算中心“天河二號”超級計算機，以每秒33.86千萬億次的浮點運算速度，第四次摘得全球運行速度最快的超級計算機桂冠。2015年底，“天河二號”將提供每秒11億億次高性能計算機系統。
大數據時代，廣州超算能否成為創新“新引擎”？近日，筆者采訪了國家超級計算廣州中心（以下簡稱廣州超算中心）“天河二號”研究團隊及相關人員，以探尋國之重器“天河二號”背后的故事。
依靠大數據提升原始創新能力
在位于中山大學東校區的國家超級計算廣州中心。筆者看到占地約800平方米，由170個機柜組成的“天河二號”。
“如果把普通計算機的運算速度比做成人走路，那么超級計算機就達到了火箭的速度。在極高的運算速度下，人們可以通過數值模擬來預測和解釋以前無法實驗的自然現象。就拿‘天河二號’來說，13億人用計算器算1000年才能達到‘天河二號’1小時的計算量。”廣州超級計算中心常務副主任盧澤新說。
國家超級計算廣州中心于2013年11月由國家科技部正式授牌，總投資超過25億元人民幣，是國家“十二五”“863計劃”重大科技項目，由廣東省政府、廣州市政府、國防科學技術大學、中山大學四方共同建設。
盧澤新自豪地說：“‘天河二號’是當今世界上運算速度最快的超級計算機，綜合技術處于國際領先水平。它有五大特點：一是高性能，峰值速度和持續速度都創造了新的世界紀錄。二是低能耗，能效比為每瓦特19億次，達到了世界先進水平。三是應用廣，主打科學工程計算，兼顧了云計算。四是易使用，創新發展了異構融合體系結構，提高了軟件兼容性和易編程性。五是性價比高。”
近年來，廣東加快珠三角大科學工程創新體系建設步伐，積極爭取國家重大科技基礎設施建設項目落戶廣東，通過推進重大科技基礎設施建設應用，加快提升原始創新能力。
在盧澤新看來，強大的計算能力將更好的支撐大科學問題的研究。近5年來，獲得Gor-don Bell獎的超算應用所需要的計算資源都超過了1P，2013年獲得Gordon Bell獎的超算應用甚至實現了14P的計算峰值，占用了紅杉（位于美國勞倫斯利弗莫國家實驗室的超級計算機，目前計算能力排名世界第三）約73%的計算資源。由此可見，大科學問題的研究對計算能力提出了更高的要求，只有“天河二號”這樣具有強大計算能力的超級計算機，才能更好的支撐大科學問題研究的計算需求，“大數據時代的到來，超級計算機的作用將會凸顯”。
盧澤新介紹，廣州超算中心“天河二號”主機系統的設計計算能力為110P，目前一期系統已經達到54.9P，遠遠超過天津（4.7P）、深圳（1.3P）、長沙（1.4P）和濟南（1.1P）等超算中心主機系統的計算能力。超級計算機可廣泛應用于高新產業和現代服務業、數字城市建設及科研等多種領域，成為融高性能計算、海量數據處理、信息管理服務于一體的世界一流的超級計算中心，為廣州、廣東乃至華南地區的經濟社會發展提供強大引擎。
運用超算中心為產業升級服務
然而無論是中國還是歐美、日本等超算大國，在超算中心商業化的問題上都遇到了困難，幾乎所有的超算中心都需要政府的財政支持。對于“天河二號”這樣龐大的系統來說，如何讓它為產業升級服務而實現商業化？
廣州超級計算中心主任袁學鋒認為，目前世界上都在醞釀著所謂的第三次產業革命，其核心的內容就是如何把信息技術的大數據向制造業、實體經濟輻射。所以如何利用大數據將信息技術轉化為生產力，是廣州超算中心在應用方面的核心內容，這也是衡量一個國家創新型經濟競爭能力的核心內容。
以當下熱門的3D打印為例，就是通過材料實現了對制造業的顛覆性創新，從這一點來說廣州超算中心可以提供在材料和制造方面的高性能計算能力。
讓袁學鋒格外得意的是，目前廣州超算中心已經與世界領先的基因公司華大基因展開基于基因科學的合作內容，將醫療與基因工程集成化、個性化。“這其中牽扯大數據、高性能計算的東西，還有云計算技術等多項內容，廣州超算中心則負責所有數據的匯總與分析。”
另外，中國商飛（中國商用飛機有限責任公司）已經在天河二號上實現了C919的運行模擬，這是一款與波音737類似的中型客機。
除此之外，廣州超算中心還負責廣東省的政務云系統，包括電子政務、電子教育、電子醫療、電子環境、電子災害預報等內容都將在“天河二號”上實現。
“天河二號”作為廣州超算中心的主機，如今它的運用已滲入廣州多個產業。盧澤新介紹，廣汽研究院也是“天河二號”的用戶，以該院汽車設計為例，在超級計算機的幫助下，原來需要兩至三年的新車型設計，縮短到5個月完成，并可模擬實現優化設計、防撞性能測試，大大節約了成本。
“智慧城市的建設也可以用到‘超算’。廣州有20萬個攝像頭，過去處于有事才找視頻的狀態，現在有關部門正與超算中心合作對這些信息進行管理、控制，進行數據分析后再加以利用，這將對城市建設產生很大幫助。”盧澤新表示。
隨著軟件技術開發的國際化，“天河二號”云服務應用收獲積極成效。截至目前，云平臺共有用戶約20家。部分機柜與應用單位通過專線連接，為用戶提供了高安全等級資源服務。主要服務領域包括：電子政務應用——已適配完成了廣州市政府網站群、電子政務數據交換平臺等應用，目前正在支持中山市電子政務應用，同時作為省級教育數據中心主要資源池，廣州超算中心將為各類教育管理系統提供所需計算和存儲資源；動漫渲染應用——為動漫產業提供海量的計算資源，目前正在支持華強、奧飛、酷卡等多個用戶的渲染業務。
盧澤新表示，廣州在“天河二號”的開發過程中，還將在番禺南沙等地，建立超算分中心，利用光纖與位于大學城的主中心連接，更貼近的滿足企業實時運算需求。
呼吁政府補助中小企業上機費用
盧澤新認為，數據開放可充分利用蘊藏著的社會能量，調動大眾的智慧。數據是知識生產和創新的資源，通過互聯網開放數據，就是將原來由部分社會精英壟斷的知識和創新資源，開放給大眾，進一步調動大眾智慧，推動大眾創新。每個人貢獻一點點，大數據就可能還原事件的真相，或者推動某種創新。例如，開源項目、開源社區、開放性創新聯盟組織的興起，有效降低了產業技術的壁壘，推動更多的創業者介入。因此大數據時代“國之重器”應該大展身手。
然而自2013年以來，大數據應用基本上還是自發狀，并沒有形成燎原之勢。大數據現有技術水平的主要受益產業仍然主要是云計算的科研。用盧澤新的話來說，超級計算機可以“算天”“算地”“算人”，但最為迫切的是把它運用到為經濟服務上。在產業升級方面，大數據的市場發展前景是非常廣闊的。珠三角以及港澳地區，均有大量的數據運算需求。以廣州地區為例，共有規模以上醫藥企業86家，產值近180億元，均擁有極高的藥理試驗性數據運算需求。
筆者在調查中了解到，雖然“天河二號”的資源是完全向社會開放的，包括中小微企業等用戶，如果有超算的需要，未來都可在國家超算廣州中心的網頁上進行申請，提交課題。但因為費用門檻，中小企業申請者寥寥。
缺乏核心技術、產品附加值低是廣州實施創新驅動的短板。如今廣州在大數據領域擁有了“天河二號”，將迎來了突破核心技術短板的機會。未來的工業發展模式是信息技術與工業技術的高度融合，是網絡、計算機、數據信息、軟件與自動化技術的深度交織。廣州制造業基于過去30年發展已積累了一定的技術基礎和研發能力，抓住大數據這一機遇，完全有可能實現戰略性的重點突破、重點跨越，在制造業上實現創新驅動發展。
袁學鋒希望，政府對有需要的中小企業提供上機費用補助。“只有當超級計算機的能力為社會廣泛應用時，人人可以公平自由參與、競爭合作、創造分享，大數據時代才能發揮它應有的作用。”
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