走进国家超(chāo)级计算济南(nán)中心(下称“济南超算”)的机房区(qū)域,“山(shān)河”超级计算平台正在高速运转。一排排一人多高的主机整齐排列,相互链接,指示灯规(guī)律(lǜ)闪烁(shuò),机身上(shàng)蓝(lán)色的“山河”二字格外引人注意。
作为全国最大的异(yì)构超级计算集群,“山河”超级计算平台高性能计算能力达60PFlops(1PFlops代表一秒钟执行一千万(wàn)亿(yì)次浮点运算),人工智能计算能力达1000Pops(1Pops代表一秒钟一千(qiān)万亿次智能计(jì)算(suàn)),存储容量245PB,综合算力处(chù)于国际前列。
一秒钟进行一千万亿次(cì)智能计算的“大(dà)脑”究竟(jìng)有多强?在此算(suàn)力支撑下,虚拟数字人通过接入大模型完成智能问答,仅需百余小时即可(kě)完成训练;空气质量预报精度可达2公里范围,相当于具体到每一个小区……
2023年5月,在德国汉堡举办的ISC2023世界高性能计算大会上,济南超算构建的验证性计(jì)算集群以超越历史最佳纪录15倍(bèi)的绝对优势,登(dēng)顶全球IO500榜单。
从受制于人到世界领先,我国超级计算机在一(yī)次次升级改造过程中占地面积越来越小,能耗与成本逐渐降低,整体性能(néng)与计算能力却日益(yì)提高。
2011年,济南超算建成我国首台完全采用国产处理(lǐ)器和系统软件构建的千万亿次超(chāo)级(jí)计(jì)算(suàn)机“神威蓝光”。2022年,新一代神威超级计算机——“神威蓝光Ⅱ”问世,从核心器件到系统软件全部实现自主研发,实现了(le)超算领域核心技术的完全自主可控。相比于“神威(wēi)蓝光”,“神威蓝光Ⅱ”占地面(miàn)积缩减至原来的三分之一,计算能力却提升14倍。
“中国超算与世界超算的(de)发展格局是(shì)一致的,而这比摩尔定(dìng)律还要超前。”济南(nán)超算副主(zhǔ)任、济南超(chāo)算研究院院长潘景山说。摩尔定律(lǜ)由(yóu)英特尔(ěr)创始人之一戈登(dēng)·摩尔提出,根据该定律,大约每隔(gé)一年半,芯片的性能会提高(gāo)一倍。对于超级计算机,则是每10年性(xìng)能可以提升1000倍。
“最强大脑”还要有“最强应用”。通过开展跨学科、跨单位的广泛交叉合(hé)作,基于济南超算的应(yīng)用成果频出(chū)。
济南超算的国家生态环(huán)境监测大数据超算云中心大屏幕上,数字跃动,这(zhè)里实(shí)时显示着全国(guó)5000多(duō)个(gè)站点的空气质量情况。借助“山河”超级计算平(píng)台的算力(lì),空气质量预报(bào)精度从5公(gōng)里提高至2公里范围。“精度5公里相当于预报的(de)范围精确(què)到一个小区,而2公里(lǐ)意味着精确到一个场馆。”潘景山说,去年(nián)的杭(háng)州亚运会上,空气质(zhì)量预报范围就精确到每个运动场馆,实现了(le)“小时级”“公里级”突破。
“在济南超算的强大算(suàn)力支持下(xià),天气预报与气(qì)候预测、海洋环境模拟分析、信息安全(quán)、工业仿真、工程计算、金融大数据分析、智慧城市等领域的3000多家科研院所、高等院校、高新技术企(qǐ)业、政府单位都搭上了‘算力快车(chē)’。”山东省计算中心(国家超级(jí)计算济南中心)主任(rèn)吴晓明说(shuō)。
比(bǐ)如,高铁建造成何种外形可以(yǐ)抵抗(kàng)突如其来的横风?两条并行的铁轨间距究竟多(duō)大,既可(kě)以避免两辆高铁会车(chē)时发生碰撞,又不会太远(yuǎn)导致土地浪费……如果(guǒ)通(tōng)过真正的(de)实(shí)验解决这些问题,需要付(fù)出高昂的成本(běn),但通过超算建立仿真模(mó)型进行计算测试,这些(xiē)问题可低成(chéng)本、更高效(xiào)解决。
超算赋能千行百业,但算力再强,若无法联结成网,便只是一座孤岛。2022年7月,济南超算(suàn)正式启动国内首个超算互联网工程,推动建设覆盖全省16地市的“山东算网”;2024年5月,“山东算网平台”正式上线,强力推动国家算力网络建设。
经过持续科研攻(gōng)关与探索,目前济南超算(suàn)在山东算网建设领域实现多(duō)项(xiàng)技术突破,在高速网络通信、资源感知调度、算力网络融合和安全方面攻克一批核心“卡脖子(zǐ)”技术难题。潘景山说,下一(yī)步(bù),济南超算(suàn)还将在超算互联(lián)网涉及的(de)软硬件上进一步探索和优化(huà),力争实现“国产车道跑(pǎo)国产车(chē)”。
随着超算网(wǎng)络的延伸,“像(xiàng)建设(shè)电网一样建设算网、像运(yùn)营互联网一样运营算网(wǎng)、让(ràng)用户像用水电一样使用算力”的愿景正在逐步变成现实(shí)。