目前,國外建造的超級(jí)計(jì)算機(jī)多數(shù)都被直接用于實(shí)際中,而我國的超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用和國外相比仍有不小的差距。盡管我國的超級(jí)計(jì)算機(jī)在500強(qiáng)的榜單中獲得了斐然的成績,但這并不能代表我國超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用水平。接下來我們分析下超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)政策及環(huán)境。
從建設(shè)超級(jí)計(jì)算機(jī)的角度來講,中國和日本、美國以及歐洲的水平其實(shí)不相上下,但在建設(shè)思路上,中國卻與其他國家截然不同。歐美國家一般是先考察超級(jí)計(jì)算機(jī)在各領(lǐng)域的需求,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用開始有針對(duì)性的研發(fā)和制造;而我國則將重點(diǎn)放在提升超級(jí)計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)計(jì)算能力上,然后再考慮實(shí)際應(yīng)用。
資源不足和資源利用不充分的現(xiàn)象同時(shí)存在,資源的單位擁有和資源的共享使用之間矛盾突出,嚴(yán)重制約了中國國家網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。我國超級(jí)計(jì)算機(jī)使用的領(lǐng)域還比較窄,許多領(lǐng)域的應(yīng)用軟件是從美國購買的,這大大限制了我國超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
其實(shí),氣象數(shù)值預(yù)報(bào)一直是高性能計(jì)算機(jī)的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一,無論是短期天氣預(yù)報(bào)還是長期氣候預(yù)測(cè),都離不開強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)的支持。借助超級(jí)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)氣候變化,可以減輕極端天氣給人類帶來的傷害。當(dāng)前世界,極端氣象事件的影響日趨嚴(yán)重,超級(jí)計(jì)算機(jī)將提供有關(guān)發(fā)生可能性低、但破壞性大的氣象事件的預(yù)警,對(duì)氣候變化做出重要研究。同樣,對(duì)天氣情況的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)也需要具備迅速完成大量運(yùn)算的能力。我國自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的銀河Ⅱ型大型機(jī)就曾經(jīng)被使用于天氣預(yù)報(bào)領(lǐng)域。在2008年北京奧運(yùn)會(huì)中,北京氣象局也采用了超級(jí)計(jì)算機(jī)來為北京及周邊地區(qū)提供精確到小時(shí)的天氣預(yù)報(bào)。
為便于污染物擴(kuò)散,運(yùn)用超級(jí)計(jì)算機(jī)測(cè)算建筑風(fēng)道選址,更是讓空氣污染預(yù)報(bào)精確到每個(gè)小區(qū)。中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院正在國家超算無錫中心進(jìn)行的一項(xiàng)課題,就是深圳市污染物擴(kuò)散的模擬?!艾F(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)倒推排查,究竟是哪個(gè)排放點(diǎn)導(dǎo)致了某次大氣污染,未來將能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)小區(qū)、每個(gè)居民點(diǎn)空氣質(zhì)量的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)?!标悩s亮說。
而在身體器官檢測(cè)等方面,未來要不要做手術(shù)也是電腦說了算。據(jù)悉,歐洲和日本等國的科研人員還開始將超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域,通過超級(jí)計(jì)算機(jī)來模擬血流、心臟,甚至任何人體器官的工作。英國醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》認(rèn)為,目前醫(yī)療研究已經(jīng)進(jìn)入分子層面,通過超級(jí)計(jì)算機(jī)的大量運(yùn)算,可以有效地模擬人體器官對(duì)各類藥物的反應(yīng),這樣做能夠大大縮短新藥物的研發(fā)時(shí)間,讓各類新藥物盡快為患者服務(wù);更為重要的是,這樣大大節(jié)省了新藥物的前期研發(fā)成本,可以使制藥公司以較為低廉的價(jià)格為患者提供更有效的藥物。
事實(shí)上, 超算技術(shù)早已融入人類生活的方方面面。以美國為例,高性能計(jì)算應(yīng)用大致可分為幾類:一類是與國家安全密切相關(guān)的使命性應(yīng)用,如美國能源部各國家實(shí)驗(yàn)室所從事的核武器設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、改進(jìn)和安全儲(chǔ)存的研究,需要超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行全物理、全系統(tǒng)、真三維的數(shù)值模擬;一類是解決能源、環(huán)境、健康等方面重大挑戰(zhàn)性問題的應(yīng)用,例如聚變能源、全球氣候變化、新材料設(shè)計(jì)、新藥創(chuàng)制等;還有一類是以計(jì)算促進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)研究和重大科學(xué)發(fā)現(xiàn),例如在宇宙起源、腦功能、基因和蛋白質(zhì)組學(xué)、計(jì)算物理、計(jì)算化學(xué)、計(jì)算材料等方面的應(yīng)用。
863重點(diǎn)專項(xiàng)專家組組長錢德沛教授認(rèn)為,超級(jí)計(jì)算機(jī)的發(fā)展根本動(dòng)力來自于需求,超級(jí)計(jì)算機(jī)的目的應(yīng)該是造福人類。在這一基本認(rèn)知下,中國發(fā)展超算應(yīng)該從需求出發(fā),解決最迫切的應(yīng)用問題。“不用過于在乎超算的全球排名,我們要有爭第一的意識(shí),但是不要太在意,還是要從應(yīng)用出發(fā)。”他進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。
對(duì)于應(yīng)用落后的問題,錢德沛指出,這主要有三個(gè)原因:第一、中國開展超算業(yè)務(wù)的時(shí)間還很短;第二,高性能計(jì)算人才缺乏;第三,中國軟件發(fā)展體制存在問題,由于盜版等因素沒人愿意進(jìn)行大型應(yīng)用開發(fā)。
2013年,美國將“世界最快超級(jí)計(jì)算機(jī)”的頭銜輸給中國,國產(chǎn)超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威太湖一號(hào)(Sunway TaihuLight)”的運(yùn)算速度比美國最強(qiáng)大的Titan系統(tǒng)快4倍。為了重奪優(yōu)勢(shì),美國能源部正致力于研發(fā)運(yùn)算速度超過Titan 50倍的新一代超級(jí)計(jì)算機(jī),為此其正向多家科技巨頭求助。
近年來,基于人工智能的高性能計(jì)算應(yīng)用呈拓展趨勢(shì),大數(shù)據(jù)、金融計(jì)算、社會(huì)計(jì)算等都成為高性能計(jì)劃的新領(lǐng)域。IBM以沃森為核心提出了“認(rèn)知計(jì)算”的概念,即由計(jì)算機(jī)模仿人腦的工作機(jī)制,對(duì)信息進(jìn)行感知和分析處理的一種計(jì)算技術(shù)。未來,隨著開放生態(tài)體系的建立,認(rèn)知計(jì)算將有望成為繼電子商務(wù)、智慧地球之后,被全球所接納和推進(jìn)的又一概念和方向,并引發(fā)各大企業(yè)和各國家、地區(qū)的跟隨。關(guān)于超級(jí)計(jì)算機(jī)行業(yè)政策及環(huán)境的詳細(xì)內(nèi)容到這兒已經(jīng)介紹完了,如果需要了解更多關(guān)于計(jì)算機(jī)行業(yè)的報(bào)告請(qǐng)關(guān)注2017-2022年中國計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景分析及發(fā)展策略研究報(bào)告。
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