中國世界最強超級計算機開放:普通人不敢用-天河二號,世界最強...

2021-01-08 快科技

今年6月底,國家超級計算廣州中心應用推廣大會召開,天河二號正式開門迎客。袁學鋒曾告訴記者,「天河二號」不僅僅為大企業服務,有需要進行超算的中小企業、大學生、市民等,都可以申請。試用階段用戶可免費獲得不超過10萬核小時的試用。

運行兩個月個人申請仍為零

袁學鋒也曾在多次公開受訪時表示「來者都是客」,表示「天河二號」申請幾乎沒有門檻,只要登錄國家超算廣州中心的官網提交資源申請表即可,普通市民和大客戶一視同仁。

但記者發現,目前「天河二號」的主要用戶幾乎清一色「高大上」的單位,包括科研院所、政府機關、央企國企以及大型民企等。

讓袁學鋒感到納悶的是,如今正式開門已有月餘,個人申請為零,中小微企業申請意向也是寥寥。

記者隨機採訪多位市民,他們均表示,對超算雲裡霧裡,也擔心技術門檻和費用問題。

對此,袁學鋒稱,其實「天河二號」完全可以是普通玩家的池中之物。他說,使用天河二號確有一定技術門檻,但這並非本質障礙。

他坦言,目前來看,相關應用軟體還沒有做得很好,「而在未來,當軟體做到和iPhone軟體一樣,幾乎不用看手冊就會用,動動手指觸屏便可設計、觀察、評價」。超算中心未來將不間斷髮布培訓課程,網友甚至可以自己培訓自己。

要突破現有瓶頸,一是對用戶進行超算方面的培訓,另外還要大力研發應用軟體,「比如3D列印行業的軟體寫好,此類中小企業便可迅速普及。」

大學生創業不妨來試用

袁學鋒介紹,超算平臺不僅只是面對大型企業,迎客之門同樣為中小微企業敞開,大學生可以開展新興產業的創業,用我們的軟體做設計,然後網絡銷售。至於技術,師奶和大學生們都可以使用。

他舉了一個例子,比如服裝設計師在新的數字平臺上操作,設計出各種不同風格的服裝,老闆可以根據自己的消費群提供一個虛擬人,讓其試穿,根據試穿結果來篩選。

新產業革命背景下,實現的不僅私人定製,更廣闊的是私人製造。「某種產品從設計到製造一個人可以完成。歐美一些家庭婦女設計首飾,3D列印後,放在網上賣。」袁學鋒說,只要你夠膽兒夠牛,你隨時可以申請,完成一次私人製造,也許是一件衣服,甚至是一張桌子。

「希望年輕人在創業初期在世界一流的超算平臺上做基礎設置,十年後可能會變成一級企業。」袁學鋒希望在經過一系列培訓之後,能不斷有市民申請,尤其是個性化製造。

普通市民能否用得起?只收電費

儘管「天河二號」運算能力驚人,但普通市民能否用得起呢?袁學鋒介紹,按照每度電1元的電費,滿負荷運行的情況下,一天電費約30萬。

「貴不貴呢?實際上我認為是不貴的。」袁學鋒算了一筆帳,將一天的電費平攤到每個節點,成本是0.1元/每核小時。

「按此計算,這就相當於24小時租用一臺個人電腦的總費用才10元。不用自己買機器,不用養維護人員,系統人員,只管用就好。」

在其看來,不僅平攤費用不貴,更關鍵的是,為用戶帶來的時間成本和經濟效益是不可估量的,比如「中科院上海藥物研究所篩選75萬個藥物,半小時做完,只用了1/20臺超算機器,花費是7500元,但這帶來的效益是不可估量的」。

 

天河二號:超強算力不是傳說

也許你不敢相信,你可以用手機點擊查詢一個月後天氣變化情況,甚至以後你可以在醫生開藥後,自己先不吃,讓孿生數字人做你的小白鼠先吃,如果藥物有效,你再吃……

當然,要做到這些,如果沒有能夠承擔大部分計算的「超級大腦」和儲存業務的「超級胃」,這一切都只是「紙上談兵」。在廣州就搏動著這樣一個目前世界上最快的大腦——「天河二號」,藉助它的應用,這些高新技術活動將成為普通市民的生活場景。

如今,「天河二號」開門迎客近兩月,記者近日探營揭秘它即將為市民奏響的生活暢想曲。

運算能力有多強?它運算一小時相當於13億人算1000年

正值暑假,大學城裡中山大學的校園格外靜謐,距離圖書館不遠處一棟大樓裡不時出現一陣忙碌的身影。這裡就是隱秘其中的國家超級計算機廣州中心(以下簡稱「廣州超算中心」),也是「天河二號」的安身之所。

今年6月23日,在德國萊比錫市世界超級計算機大會發布的最新世界超級計算機500強排行榜,「天河二號」以其驚人的計算速度力壓群雄,再次位居榜首。這個世界超級計算機500強排行榜每半年發布一次,而就在去年6月和11月,天河二號已是兩度蟬聯冠軍,此次是它第三次問鼎。

要知道,在「天河二號」一排排高大的機櫃裡,一共裝有3.2萬顆主CPU和4.8萬個協處理器。那麼,它到底有多快?

據測算,天河二號的峰值計算速度達到每秒5.49億億次,而持續計算時的速度每秒可達3.39億億次。

這是個什麼概念?袁學鋒打了個比喻,「假設每人每秒鐘進行一次運算,『天河二號』運算一小時,相當於13億人同時用計算器算上1000年。」

他介紹,假設現在一般電腦都能達到4個核,「天河二號擁有300多萬個核,幾乎是一百萬臺個人電腦同時工作,解決同一個問題」。

按照計劃,「天河二號」已在進行二期建設,預計到2015年底前,運算速度將翻倍,峰值計算速度將達每秒10億億次。這也就意味著,屆時完成13億人1000年的計算任務,到它手裡只需半小時就可「搞掂」。

當然這個巨無霸還得擁有一個「超級胃」,其存儲容量相當於存儲每冊10萬字的圖書600億冊,升級後其儲存架構有創新,可以做大數據方面的分析。整個體結構叫異構多態,多態就是集高性能,雲計算,雲平臺為一體,這在其他超算系統是沒有的。

袁學鋒透露,目前「天河二號」平均使用率為34%,預計將在三年後,最遲四五年後達到70~80%,屆時將考慮建「天河三號」。

超級計算機有啥用?預警地震海嘯預告整年天氣

對大多數市民而言,「天河二號」到底會給市民帶來怎樣的驚喜和變化仍是雲裡霧裡。實際上,這個龐然大物無時無刻不在影響著我們的現在和未來,與老百姓息息相關。

有了它,在未來,中長期天氣預報將不再是難題。「現在只能做短期預報,比較準確的可能只有2~3天,但只要速度足夠快,計算精度足夠高,1年的天氣預報都有可能,而這對國民經濟安排更有用處。」

此外,海嘯地震等自然災害預警的難關解決同樣需要超算支持。「我們要做一個數字地球,地球科學和環境科學連在一起。對地殼運動,大氣運動都可以實現模擬預測。」

隨著空氣品質惡化,「霧霾」天氣現象出現增多,危害加重。近期我國不少地區把陰霾天氣現象併入霧一起作為災害性天氣預警預報,統稱為「霧霾天氣」。袁學鋒告訴記者,通過超算,廣州各地霧霾成分及生存機理都可以得以明確,這對治霾將同樣起到很大的作用。

不過,他提出,要實現霧霾全預報的一個重要前提是觀測站的精度足夠高,並在此基礎上建立其科學的計算模型。「目前全國算霾觀測站是每45公裡一個,精度是不夠的,最起碼應該1公裡,甚至100米,這樣有助於精細預報」。

「我們現在和廣州市氣象局交談,看能不能在廣州做到。」在袁學鋒看來,如果一旦成型,將對廣州的城市規劃帶來利好,「霧霾的成分機制、汙染源的來向都是可以計算出來,那麼建高樓時不能擋住風道,整個城市規劃更趨合理。」

打造孿生數字人幫你試藥試手術

在袁學鋒看來,天氣和常規地質災害的預報只是超算的傳統應用,而它的更大「用武之地」在於老百姓自身的健康管理。

他舉例,作為天河二號的重要應用客戶,華大基因需要做一個百萬人的基因庫,「這個基因庫就是通過基因界定,找到靶點,尤其對於消滅遺傳病將有很大幫助。比如哪些人在基因錯誤或者演變中容易出現錯誤,通過基因測序,從而產生預防效果。」或許在不久的將來,媽媽們就再也不用擔心寶寶遺傳家族病啦!

更有意思的是,未來在「天河二號」的幫助下,你可能擁有一個與自己代謝功能相似的孿生數字人,這將對現代人的飲食治療困擾帶來新曙光。袁學鋒介紹,目前是系統生物學中的,人類的代謝網絡圖譜已經出來了,但是這一套網絡的驗證需要天河二號提供平臺支撐。

他透露,天河二號將和國際有關方面合作,打造帶全生命信息的標準數字人,然後個性化建模打造出孿生數字人,而這個孿生數字人就會告訴你應該做什麼不該做什麼。「有的人抗壓能力強,有的人身體易胖,通過這個數字人就可知道今天這個漢堡包該不該吃,能不能吃等等。」不僅如此,而在這個根據具體病人構建的「數字人」上,醫生可反覆模擬開刀,斟酌出最佳手術方案。

袁學鋒說,目前來看,整個數字人依然是一個願景。但可以從數字血管開始,三五年就可以建成,還包括數字肝臟,數字腎臟等,它們將肩負很多生物和藥物實驗,肌體藥物反應等。「醫生開處方前,將藥物的影響數據輸入電腦,『數字人』就會顯示服藥後的反應,協助醫生對症下藥。」

用戶:「天河二號」應用軟體國產化程度不夠高

究竟天河二號,是否如傳說那樣神奇?華大基因負責高性能計算的相關負責人王丙強告訴記者,現代的基因測序和醫療診斷技術,會產生大量的數據,只有在天河二號這樣的平臺上才能做分析,才能有商業運用的價值。

王丙強說,藉助於天河二號強大的計算能力,華大基因在做基因變異掃描實驗時利用普通計算機需幾年,利用天河二號只需數個小時,節省大量時間。他認為,由於科學技術的不斷發展,只有天河二號能滿足計算要求,「這樣有助於提高我們的商業競爭力,降低研發成本。」

對於使用的性價比評價,王丙強特別強調,「天河二號」在科研創新層面的價值是無法用金錢來衡量的,它的更大意義在於以前一些科學方面不能求解的難題有了解決之道。「比如人的基因變異高精度的掃描,以往這樣針對幾千人的研究需要幾年時間。如果有了天河二號,時間成本大大節省,項目研究才能有進一步發展。」

不過,他同時也提到,針對目前「天河二號」應用軟體國產化程度不夠高的瓶頸問題,希望政府能給予更多支持,「國產的軟體更適合國內一些研究和需求,這需要政府牽頭的跨學科跨行業的努力」。

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