天河二號:國之重器 獨辟蹊徑求突破

　　“天河二號”是國防科大承擔完成的國家863計劃和“核高基”國家科技重大專項項目，2013年11月在國家超算廣州中心投入運行，向國內(nèi)外用戶開放使用。目前，“天河二號”已構(gòu)建起材料科學與工程計算、生物計算與個性化醫(yī)療、全數(shù)字設計與裝備制造、能源及相關技術(shù)數(shù)字化設計、地球科學與環(huán)境工程計算、智慧城市與大數(shù)據(jù)處理等六大應用服務平臺，先后在基因分析與測序、大型飛機和高速列車設計、生物醫(yī)藥、電子政務及智慧城市等方面發(fā)揮了重要作用，取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　在2014年11月20日召開的世界超級計算機大會上，“天河二號”在國際TOP500組織首次正式發(fā)布的超級計算機高性能共軛梯度(HPCG)基準測試排行榜上，位居世界第一。此前，由該組織發(fā)布的第四十四屆世界超級計算機500強排行榜中，“天河二號”再次位居榜首，獲得世界超算“四連冠”。近日，《經(jīng)濟日報》記者采訪了“天河二號”研究團隊相關人員、國家超算天津中心負責人，以探尋國之重器“天河二號”背后的故事。

　　超算之巔的角逐

　　四捧冠軍獎杯，對于中國超算團隊而言，無疑是一件令人歡欣鼓舞的大喜事，然而對其他老牌超算強國來說，他們的心里像打翻了調(diào)味瓶，五味雜陳。強手“叫板”也隨之而來，就在這次世界超級計算機500強榜單發(fā)布前夕，排位第二的美國公布了“珊瑚”計劃，表示將投資3.25億美元建造兩臺超級計算機，其運算速度有可能達到“天河二號”的3到5倍。

　　“在超算領域，國際競爭由來已久，在 天河一號 奪冠之前，美日之間的 第一之爭 早已存在?！碧旌痈咝阅苡嬎銠C系統(tǒng)副總設計師朱小謙說。中國計算機學會高性能計算專業(yè)委員會秘書長張云泉告訴記者，“美日特別在意其超算是否世界第一，一旦失去 第一 稱號，都會迫不及待地奪回來?！睂嶋H情況也的確如此，“天河一號”在2010年底首次奪冠后，遭遇福島核事故的日本仍然緊急撥款加快其超級計算機“京”的研制，用半年時間登上了冠軍寶座，隨后美國的“紅杉”和“泰坦”又先后搶得世界第一的位置。

　　“你方唱罷，我登場”，冠軍的寶座常常不等捂熱，就被新的競爭對手奪去。人們不禁要問，如此激烈的競爭到底是為了什么?

　　回答這個問題還得從超級計算機能做什么說起。記者日前來到國家超算天津中心采訪，這里運行著我國首臺千萬億次超級計算機——“天河一號”。投運近5年來，“天河一號”以其超強的計算能力、精準的計算結(jié)果贏得了眾多用戶的青睞。目前中心每天運營的計算任務超過1000個、提供計算服務機時140萬小時、服務用戶數(shù)已超過600家?！?天河一號 的魅力，通俗講是能算天、算地、算人?！眹页闾旖蛑行闹魅蝿⒐饷髡f。

　　算天：“大氣科學和地球流體力學數(shù)值模擬國家重點實驗室”的研究員利用“天河一號”完成了跨越千年氣候變化模擬，并利用自主開發(fā)的氣候模式向聯(lián)合國氣候變化大會提交了IPCC報告。國家超算天津中心研究員孟祥飛說，“自從中國科學家用 天河一號 建立了氣候變化模型，中國不僅拿出了自己的氣候影響依據(jù)，而且建立的模型還成為國際公認的模型標準，為中國在這一領域贏得了話語權(quán)?！?/p>

　　算地：基于“天河一號”開展的高性能石油勘探數(shù)據(jù)處理軟件開發(fā)與應用，解決了我國石油勘探領域自主應用軟件的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力問題，使我國大連片、高密度石油勘探地震數(shù)據(jù)處理能力提升50倍以上，達到世界領先水平。

　　算人：分析人類基因，解讀生命奧秘，如今都離不開大數(shù)據(jù)的計算和處理。中科院、軍事醫(yī)學科學院、北京生命科學研究所等單位利用“天河一號”開展了抗擊癲癇、艾滋病、癌癥等領域研究，取得了一批具有國際先進水平的成果。

　　“ 天河一號 不僅為科學研究、科技創(chuàng)新提供了一個更高的支點，更是給產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了一條更快更好的跑道?！眲⒐饷髡f。正是有了“天河一號”的支撐，我國部分產(chǎn)業(yè)領域的核心競爭力正在構(gòu)建。

　　無論是模擬氣候變化，還是演示地震海嘯;無論是設計航空航天飛行器，還是研制國產(chǎn)新型發(fā)動機;或者是基因測序、高速列車設計制造，超級計算機都能夠完成分析、計算和處理?！俺売嬎銠C就像能夠預知未來的水晶球，一切都可以在計算機上進行模擬?！泵绹锛{西大學計算機學教授杰克·唐加拉說，“超級計算機越快，計算結(jié)果越精確，意味著工程師能設計出更好的產(chǎn)品，大到飛機和輪船，小到藥品和服裝面料?！?/p>