作者:赵广立 来源:中国科学报 发布时间:2016/5/10 9:11:58
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中国超算发展的选择题

 

■本报记者 赵广立

“什么才是最好的超级计算机?”

在近日于武汉举行的ASC世界大学生超级计算机竞赛总决赛(ASC16)现场,《中国科学报》记者把这个仁者见仁智者见智的问题抛给了本次大赛“ASC专家委员会主席”Jack Dongarra。作为全球超算TOP500的发起人,Jack Dongarra有着美国工程院院士、橡树岭国家实验室及田纳西大学杰出教授头衔,可谓超算界的泰山北斗,他对这个问题的看法或多或少代表着超算发展的方向。

“超级计算机要尽量简单好用,这是我对最好(超级)计算机的定义。”Jack Dongarra言简意赅。事实上,Jack Dongarra一向注重高性能计算机(HPC)的实用价值,早在2013高性能计算国际论坛上,他就强调:“怎样使用计算机,才是关键所在。”

而这,也是中国超算发展中面临的一个选择。

并不完善的超算生态

中国超级计算机是否过剩?我们有没有把已建造好的超级计算机用好?

国家“863”计划高效能计算机及应用服务环境重大项目总体专家组组长、北京航空航天大学教授钱德沛坦言经常听到或被问到类似问题。“这种质疑不仅来自社会,也来自各领域的专家。广东省政协委员还质疑我们是不是没有把造好的机器用起来,是不是值得造这些机器。”

今年广东省两会期间,政协委员吴阳阳起草了《进一步发挥“天河二号”超级计算机应用效能》的提案。在她看来,“天河二号”就好比“守着一个富矿,却不知道如何利用”。

6度蝉联全球最快的超级计算机之后,广州超算中心“天河二号”与神舟飞船、“蛟龙”号一样成为国家名片。怎样用好“天河二号”,将其超级计算能力转化为生产力,一直是业内外的热点话题。

“我们在超算应用上有弱点,有很多原因。”钱德沛告诉记者:“第一我们缺乏应用软件——现在很多应用依赖商业软件,主动研发相对较少;其次我们缺乏人才,第三我们缺乏有效合作。”

“说到底,我们要完善高性能计算的生态环境,促进可持续发展。”钱德沛说,这需要各学科领域、各个层面的人齐心协力,“把生态环境建起来”。

浪潮集团副总裁胡雷钧一语道破了超级计算机应用的现实症结,他告诉《中国科学报》记者,超算设备的硬件和系统都是“专业的人做专业的事”,但它的应用环境却是“跨学科的”。

“把高性能计算机的应用环境做得更利于用户使用,这可能是目前高性能计算发展中较大的瓶颈。”胡雷钧说,“这也是我们举办ASC这种大赛的初衷。”

超算竞赛的角色

ASC世界大学生超级计算机竞赛是由中国倡议、亚洲国家发起的全球性超算竞赛。同美国发起的SC、欧洲发起的ISC大学生超算竞赛类似,已连续举办了5届的ASC超算竞赛也承载着“推动地区间超算青年人才的交流和培养、提升超算应用水平”的使命。

这体现在竞赛赛题设置上。比如,所有参赛队需要在3000W的总功耗约束条件下自行设计超算系统方案并完成各项应用,这需要参赛队员展现出出色的超算系统设计构建能力。

赛题设置也紧跟热点,比如ASC16设置了人工智能应用题目——深度神经网络算法(DNN)的并行优化。

“ASC16的人工智能赛题还是很吸引学子的。”胡雷钧说,“赛题越贴近实际应用,意味着这类技术的前景越好。”

超算人才的培养也是构建超算生态的重要一环。中国计算机专家、中国科学院院士沈绪榜认为,ASC等超算竞赛有利于推动年轻超算人才的培养。他提出,未来十年,超级计算机技术还会有更加突飞猛进的发展:“千万亿次超算的体积可能只有方糖大小,超算面临的功耗等技术挑战有赖于年轻一代超算人才去解决。”

Jack Dongarra更是直言类似的超算竞赛“很可能会影响或引导学生将来的走向和职业的发展”,“这对高性能计算机发展非常有意义”。

另一场“超算竞赛”

就在中国超算谋划生态环境建设的当前,另一场超算竞赛也在开展。

去年7月底,美国总统奥巴马发布了一项总统令,正式启动美国“国家战略性计算计划”。该行政令的目标之一是,从政策、工作目标和组织领导架构层面勾画出美国赶超“天河二号”、迈向每秒百亿亿次超级计算时代的蓝图。

钱德沛透露,我国目前的目标是造出两台100PFLOPS(每秒10亿亿次浮点运算)以上高性能计算机。“等国产处理器准备就绪,今年年底即将完成对‘天河二号’的升级。”他提出,未来各行各业的发展中超算都不可缺少,“希望不久的将来可以发挥它的作用”。

2016年是“十三五”开局之年,钱德沛说,有鉴于高性能计算对国家经济发展的重要性, “十三五”对超算的发展规划还会持续。

胡雷钧告诉记者,以超级计算机为代表的超强计算能力正成为一项指数型增长的技术,将推动人类在未来20年内获得巨大的成就,这些成就将要远远大于以往200年所取得的。

而在超级计算机系统未来到底“越来越大”还是“越来越专”的问题上,“没有什么方案是绝对好的”,钱德沛回应说:“其实大家一直面临着做功能型机器还是做运转高效的机器的选择,实际上都是在平衡性能与功耗,我们只能在选择中作到平衡。”

《中国科学报》 (2016-05-10 第5版 技术经济周刊)
 
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