一個計量單位裏的創新力|1秒鐘千萬億次計算構築“最強大腦”-新華網
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2024 06/13 10:01:44
來源:經濟參考報

一個計量單位裏的創新力|1秒鐘千萬億次計算構築“最強大腦”

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  走進國家超級計算濟南中心(下稱“濟南超算”)的機房區域,“山河”超級計算&&正在高速運轉。一排排一人多高的主機整齊排列,相互鏈結,指示燈規律閃爍,機身上藍色的“山河”二字格外引人注意。

  作為全國最大的異構超級計算集群,“山河”超級計算&&高性能計算能力達60PFlops(1PFlops代表一秒鐘執行一千萬億次浮點運算),人工智能計算能力達1000Pops(1Pops代表一秒鐘一千萬億次智能計算),存儲容量245PB,綜合算力處於國際前列。

  一秒鐘進行一千萬億次智能計算的“大腦”究竟有多強?在此算力支撐下,虛擬數字人通過接入大模型完成智能問答,僅需百餘小時即可完成訓練;空氣質量預報精度可達2公里範圍,相當於具體到每一個小區……

  2023年5月,在德國漢堡舉辦的ISC2023世界高性能計算大會上,濟南超算構建的驗證性計算集群以超越歷史最佳紀錄15倍的絕對優勢,登頂全球IO500榜單。

  從受制於人到世界領先,我國超級計算機在一次次升級改造過程中佔地面積越來越小,能耗與成本逐漸降低,整體性能與計算能力卻日益提高。

  2011年,濟南超算建成我國首&完全採用國産處理器和系統軟體構建的千萬億次超級計算機“神威藍光”。2022年,新一代神威超級計算機——“神威藍光Ⅱ”問世,從核心器件到系統軟體全部實現自主研發,實現了超算領域核心技術的完全自主可控。相比于“神威藍光”,“神威藍光Ⅱ”佔地面積縮減至原來的三分之一,計算能力卻提升14倍。

  “中國超算與世界超算的發展格局是一致的,而這比摩爾定律還要超前。”濟南超算副主任、濟南超算研究院院長潘景山説。摩爾定律由英特爾創始人之一戈登·摩爾提出,根據該定律,大約每隔一年半,芯片的性能會提高一倍。對於超級計算機,則是每10年性能可以提升1000倍。

  “最強大腦”還要有“最強應用”。通過開展跨學科、跨單位的廣泛交叉合作,基於濟南超算的應用成果頻出。

  濟南超算的國家生態環境監測大數據超算雲中心大屏幕上,數字躍動,這裡實時顯示著全國5000多個站點的空氣質量情況。借助“山河”超級計算&&的算力,空氣質量預報精度從5公里提高至2公里範圍。“精度5公里相當於預報的範圍精確到一個小區,而2公里意味著精確到一個場館。”潘景山説,去年的杭州亞運會上,空氣質量預報範圍就精確到每個運動場館,實現了“小時級”“公里級”突破。

  “在濟南超算的強大算力支持下,天氣預報與氣候預測、海洋環境模擬分析、信息安全、工業倣真、工程計算、金融大數據分析、智慧城市等領域的3000多家科研院所、高等院校、高新技術企業、政府單位都搭上了‘算力快車’。”山東省計算中心(國家超級計算濟南中心)主任吳曉明説。

  比如,高鐵建造成何種外形可以抵抗突如其來的橫風?兩條並行的鐵軌間距究竟多大,既可以避免兩輛高鐵會車時發生碰撞,又不會太遠導致土地浪費……如果通過真正的實驗解決這些問題,需要付出高昂的成本,但通過超算建立倣真模型進行計算測試,這些問題可低成本、更高效解決。

  超算賦能千行百業,但算力再強,若無法聯結成網,便只是一座孤島。2022年7月,濟南超算正式啟動國內首個超算互聯網工程,推動建設覆蓋全省16地市的“山東算網”;2024年5月,“山東算網&&”正式上線,強力推動國家算力網絡建設。

  經過持續科研攻關與探索,目前濟南超算在山東算網建設領域實現多項技術突破,在高速網絡通信、資源感知調度、算力網絡融合和安全方面攻克一批核心“卡脖子”技術難題。潘景山説,下一步,濟南超算還將在超算互聯網涉及的軟硬體上進一步探索和優化,力爭實現“國産車道跑國産車”。

  隨著超算網絡的延伸,“像建設電網一樣建設算網、像運營互聯網一樣運營算網、讓用戶像用水電一樣使用算力”的願景正在逐步變成現實。(記者 陳國峰 李小波 向家瑩)

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