中國超算：百億億次的衛冕考問

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我國已將E級超算的研究寫入了「十三五」規劃，但是就2020年的建設目標來說，進度仍然稍慢。本文對此深入分析並提出了一些解決方案。

「要儘快啟動E級超算整機系統建設，距離2020年的建設目標只有兩年多的時間了。」3月6日，全國人大代表、青島海洋科學與技術國家實驗室主任吳立新院士在接受記者採訪時連連感慨，「時間太緊迫了」。

因為在吳立新看來，中美超算競爭的窗口期恰在2020年，我國應儘快確定超算建設方案及建設單位。

中國超算冠軍寶座或難保

吳立新說的E級超算，是我國已經在規劃建設的每秒可進行百億億次並行計算的下一代超級計算機。「它是我們實施創新驅動發展、海洋強國戰略等重大舉措，及開展全球氣候研究、能源礦產勘探、生物醫藥研發、戰場環境保障、人工智慧支撐等必不可少的大科學裝置。」吳立新強調。

中國摘取皇冠雄心勃勃，我國已將E級超算的研究寫入了「十三五」規劃。

我國「神威·太湖之光」連續兩年領先全球，天河系列也曾全球領先，超算成為我們國家國際競爭力的重要標誌和國家科技創新能力的國際名片。不過領先優勢岌岌可危，美國2018年夏天就會在橡樹嶺和勞倫斯兩大國家實驗室分別建設200P和130P的超算。

而且，美國布局的第三台超算是計劃安裝在阿貢國家實驗室的E級超算，正加緊研製，計劃於2021年建成。

「在2018年、2019年，我們有可能失去全球領先地位，如何積極應對，成為一個挑戰。」吳立新說。

中國計算機學會高性能計算專委會秘書長、九三學社中央科技委委員張雲泉聽到吳立新的建議後，脫口而出：「我完全贊成。」他告訴科技日報記者，過段時間相關單位會發布研製指南，此次或將研製兩台E級超算。「不過就2020年的建設目標來說，進度確實稍有些慢。」

超算應用遠遠滯後於超算能力

若E級超算建成，另一個問題就顯得越發重要——我國超算應用發展還遠遠滯後於超算能力的發展。「如果應用的短板補不上，就會造成算力的浪費。」張雲泉表示。

2018年兩會，九三學社中央就提出了關於將超算速度優勢轉化為應用優勢的建議。

「目前運行的大部分作業，其並行規模仍停留在幾千或幾萬個處理器甚至更低的量級，沒有切實發揮出千萬億次量級超級計算機上幾十萬甚至百萬核並行的能力。」張雲泉告訴科技日報記者，在超算應用比較多的製造業和基礎科研等關鍵領域，大部分應用軟體都被國外壟斷，「有些人家還不賣給你」。

應用軟體開發難在哪兒？張雲泉說，不同於超算硬體，超算軟體開發的周期更長，動輒需要二三十年。它要經歷科學問題建模、網格劃分、求解數學方程、演算法設計、運行驗證等一系列流程，還牽涉到多種學科，「非常複雜」。

由於此前對應用軟體不夠重視，軟體和硬體沒能並肩奔跑。現在，軟體在迎頭追上，可是仍然有差距。「經費不夠，研發力量分散，軟體人才嚴重匱乏……都是現實困難。」張雲泉說。

九三學社中央在提案中建議，成立若干國家級超級計算並行應用軟體行業工程中心，制定我國超級計算機應用中長期研究規劃和路線圖，著力開展應用相關的基礎問題和關鍵共性技術研究。「此外，中心應以重大專項為牽引，集中多學科人才和資源，穩定研發方向和人才隊伍。也要統籌協調研製計劃和經費安排，使得軟硬體經費投入比盡量做到1:1。」

可與國家實驗室建設結合

吳立新也表示，以大型綜合性研究基地為載體來建設超算中心才能更好地促進應用。「縱觀國際，尤其是美國，超算中心大部分都建在國家實驗室，因為超算是一種非常重要的手段，支撐綜合基礎研究、應用基礎研究以及技術研發，而後者又能促進超算技術的發展，形成協同生態發展。」他說，目前我國正處於建設國家實驗室的戰略機遇期，應抓住機會思考如何將超算和國家實驗室的建設結合在一起。

「現在幾所建設中的科學城都有超算團隊，但他們只是運維團隊，並不負責軟體開發。」張雲泉說。

九三學社中央也建議，鼓勵超算中心聯合應用部門組建聯合實驗室。實驗室主任由應用方的學科帶頭人擔任，超算中心提供高性能運算支持並指導或協助進行程序移植，自主研發大型並行應用軟體，並通過應用在用戶中培養人才。

作者丨張蓋倫，操英秀

轉自丨科技日報

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