在上期節(jié)目中，我們了解到什么是超級(jí)計(jì)算機(jī)，以及我國(guó)成功研制出的第一臺(tái)千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)“天河一號(hào)”，并且還在第36屆國(guó)際超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排行榜上取得了排名第一的好成績(jī)。不過(guò)，我國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)研制團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有太注重這個(gè)排名，因?yàn)楫?dāng)外界還在稱(chēng)贊“天河一號(hào)”奪得世界第一的時(shí)候，“天河二號(hào)”的研發(fā)工作已經(jīng)悄然展開(kāi)。?

　　在研發(fā)期間，日本一臺(tái)名為“京”的超級(jí)計(jì)算機(jī)以及美國(guó)研制的“紅杉”“泰坦”超級(jí)計(jì)算機(jī)先后坐上世界第一的交椅，“天河一號(hào)”排名逐漸滑落，但這并沒(méi)有影響到我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)“天河二號(hào)”的研發(fā)進(jìn)程，反而更加激勵(lì)他們的斗志，加快研發(fā)的速度。?

　　今天，我們就去回顧“天河二號(hào)”的誕生與應(yīng)用，傾聽(tīng)它的誕生故事。?

　　2013年6月，經(jīng)過(guò)280多名科研人員長(zhǎng)達(dá)2年多的潛心研發(fā)，“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)是在中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)研制成功的，并在當(dāng)時(shí)很快奪回了超級(jí)計(jì)算機(jī)冠軍的寶座，此后連續(xù)6次位居世界超算500強(qiáng)榜首，獲得“六連冠”殊榮。這也是世界超算史上第一臺(tái)實(shí)現(xiàn)六連冠的超級(jí)計(jì)算機(jī)，創(chuàng)造了世界超算史上連續(xù)第一的新紀(jì)錄。?

　　根據(jù)畢業(yè)于中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)的學(xué)生回憶，當(dāng)時(shí)上學(xué)期間，最煩的和最驕傲的事情就是學(xué)校停電！因?yàn)閷W(xué)校里的那個(gè)“龐然大物”一旦全速運(yùn)轉(zhuǎn)，全校就會(huì)停電，無(wú)論是在看電視，還是在學(xué)習(xí)，都需要接受這一事實(shí)，就連校長(zhǎng)也不例外！?

　　其實(shí)，學(xué)生口中的那個(gè)“龐然大物”就是“天河二號(hào)”，由于它的運(yùn)行需要足夠多的電能，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)校時(shí)不時(shí)的就會(huì)停電。要知道，長(zhǎng)沙夏天的溫度可以達(dá)到40多攝氏度，沒(méi)有空調(diào)、沒(méi)有電風(fēng)扇是挺讓人煩心的，但他們同樣感到自豪，畢竟“天河二號(hào)”的研發(fā)成功不僅是國(guó)防科技大學(xué)的驕傲，也是我國(guó)科技事業(yè)的驕傲。?

　　如今，國(guó)防科技大學(xué)的新生們?cè)僖搀w會(huì)不到這種“停電”帶來(lái)的驕傲了，因?yàn)椤疤旌佣?hào)”已經(jīng)從長(zhǎng)沙的國(guó)防科技大學(xué)搬遷到廣州超級(jí)計(jì)算中心。而且隨著專(zhuān)線電源的提供，未來(lái)天河系列超級(jí)計(jì)算機(jī)的研發(fā)應(yīng)該也不會(huì)再讓全校師生們?nèi)淌荛L(zhǎng)沙的酷暑了。?

　　除了對(duì)電力供應(yīng)有要求外，“天河二號(hào)”對(duì)自身所處的環(huán)境也有相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)。由于它是一臺(tái)非常精密的儀器設(shè)備，所以體溫要控制在大約18攝氏度，房間溫度要保持在21攝氏度左右，相對(duì)濕度在45%左右，這些條件也就使得“天河二號(hào)”需要在一個(gè)恒溫恒濕的環(huán)境里生活。為了節(jié)能環(huán)保，計(jì)算機(jī)組采用的是“風(fēng)冷+水冷”的制冷模式，每一個(gè)機(jī)柜都有著自己的冷卻系統(tǒng)，里面流動(dòng)著冷凍水對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻散熱。只有這樣，才能讓“天河二號(hào)”更好地發(fā)揮超強(qiáng)的計(jì)算能力。同時(shí)，支撐它正常運(yùn)行的配套設(shè)施占地16000多平方米，有高低壓配電房、冷卻設(shè)備用房及附屬用房等。?

　　在“天河二號(hào)”一排排高大的黑色機(jī)柜里，一共裝有32000顆主CPU和48000個(gè)協(xié)處理器，擁有300多萬(wàn)個(gè)計(jì)算核心，也正是這些數(shù)量龐大的計(jì)算核心才使得“天河二號(hào)”的運(yùn)算速度非常驚人。據(jù)測(cè)算，“天河二號(hào)”的峰值計(jì)算速度可以達(dá)到每秒5.49億億次，持續(xù)計(jì)算時(shí)的速度更是達(dá)到了每秒3.39億億次。?

　　對(duì)于“天河二號(hào)”的運(yùn)算速度，可以做一個(gè)簡(jiǎn)單對(duì)比，如果每人每秒鐘能夠進(jìn)行一次運(yùn)算，那“天河二號(hào)”運(yùn)算一小時(shí)，就相當(dāng)于13億人同時(shí)用計(jì)算器算上1000年。而且，隨著“天河二號(hào)”的不斷改進(jìn)創(chuàng)新，它的計(jì)算能力已經(jīng)可以達(dá)到“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)的200倍，計(jì)算密度、單塊計(jì)算芯片計(jì)算能力、內(nèi)部數(shù)據(jù)通信速率等也都有了極大提升。?

　　雖然“天河二號(hào)”的研制很成功，但當(dāng)時(shí)社會(huì)上還是會(huì)有一些質(zhì)疑的聲音。因?yàn)樵诤芏嗳说臐撘庾R(shí)里，超級(jí)計(jì)算機(jī)的基本組成組件與個(gè)人電腦的概念并沒(méi)有太大差異，所以很多人就會(huì)誤以為超級(jí)計(jì)算機(jī)就是簡(jiǎn)單的CPU相疊加，國(guó)家沒(méi)有必要投入大筆經(jīng)費(fèi)研制超級(jí)計(jì)算機(jī)，也就對(duì)研制超級(jí)計(jì)算機(jī)的意義產(chǎn)生懷疑。?

　　但這里有一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)。打個(gè)比方：如果人們用普通的網(wǎng)線把1000臺(tái)個(gè)人電腦連接在一起，可能會(huì)消耗1萬(wàn)度電，需要10天才能把數(shù)據(jù)算出來(lái)；但是用真正的超級(jí)計(jì)算機(jī)，可能只用5千度電，花了兩天就可以算出來(lái)了。由此可知，超級(jí)計(jì)算機(jī)并沒(méi)有人們想象的那么簡(jiǎn)單。?

　　其實(shí)，與之類(lèi)似的質(zhì)疑在研制“天河一號(hào)”的時(shí)候就出現(xiàn)過(guò)，但在科技工作者的心中，科技創(chuàng)新一直以來(lái)都是人類(lèi)不斷向前發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，沒(méi)有科技創(chuàng)新與進(jìn)步，社會(huì)就會(huì)難以向前發(fā)展。因此，科技工作者始終在用實(shí)際行動(dòng)回應(yīng)質(zhì)疑，努力提升人們的生活水平。?

　　就拿天氣預(yù)報(bào)來(lái)說(shuō)，氣象部門(mén)只需要把衛(wèi)星、觀察站等收集的風(fēng)速、溫度等數(shù)據(jù)傳到“天河二號(hào)”，進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算處理，就能預(yù)測(cè)天氣了。?

　　我國(guó)廣州市精細(xì)化天氣預(yù)報(bào)之所以能達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，就是因?yàn)橛小疤旌佣?hào)”的支持。早在2017年的時(shí)候，“天河二號(hào)”就正式完成了升級(jí)，廣州市氣象局利用“天河二號(hào)”的區(qū)域精細(xì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的分辨率，也從“3公里”的精度提升到了?“1公里”，實(shí)現(xiàn)每 12 分鐘滾動(dòng)預(yù)報(bào)未來(lái) 6 小時(shí)天氣。?

　　“天河二號(hào)”的應(yīng)用可不僅僅在天氣預(yù)報(bào)方面。據(jù)專(zhuān)家介紹，用傳統(tǒng)手段研發(fā)新車(chē)，一般要經(jīng)過(guò)上百次碰撞實(shí)驗(yàn)、歷時(shí)兩年多才能完成，而利用“天河二號(hào)”進(jìn)行模擬，只需要3到5次實(shí)車(chē)碰撞實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)月的時(shí)間，新車(chē)就可以測(cè)試完成。?

　　此外，“天河二號(hào)”還可以應(yīng)用到生物醫(yī)藥、工業(yè)設(shè)計(jì)制造、智慧城市等多個(gè)方面。?

　　21世紀(jì)是生物科學(xué)快速的時(shí)代，也是超級(jí)計(jì)算機(jī)大顯身手的時(shí)代。在這里，科學(xué)家可以借助“天河二號(hào)”強(qiáng)大的計(jì)算能力和完善的技術(shù)支持，幫助人們分析和處理生命科學(xué)中的海量數(shù)據(jù)，加快我國(guó)生命科學(xué)的研究進(jìn)展，多角度和更系統(tǒng)地解決生命科學(xué)中的各種問(wèn)題，研究不同空間尺度和時(shí)間尺度上生命活動(dòng)與環(huán)境的相互關(guān)系，從而揭示生命現(xiàn)象的規(guī)律和本質(zhì)，助力人類(lèi)尋找治療各種疑難雜癥的革命性方法。?

　　對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)制造來(lái)說(shuō)，工業(yè)的迅速發(fā)展帶動(dòng)著最根本的制造技術(shù)變革。物聯(lián)網(wǎng)、增材制造和機(jī)器學(xué)習(xí)等趨勢(shì)也正在把物理世界與數(shù)字世界相融合，工業(yè)產(chǎn)品變得更加智能化和互聯(lián)網(wǎng)化。這些變化的產(chǎn)生首先需要的條件就是工程師在設(shè)計(jì)周期中更早地執(zhí)行模擬仿真，能夠通過(guò)數(shù)字探索更快地研究更大的設(shè)計(jì)空間，這一切工作都可以在超級(jí)計(jì)算機(jī)的幫助下進(jìn)行完成，從而節(jié)省更多時(shí)間和成本。?

　　工業(yè)產(chǎn)品智能化和互聯(lián)網(wǎng)化的產(chǎn)生，進(jìn)一步促進(jìn)了智慧城市的發(fā)展，同時(shí)也有利于解決城市化發(fā)展中的一系列“城市病”問(wèn)題?？茖W(xué)家們結(jié)合“天河二號(hào)”云平臺(tái)的應(yīng)用，為智慧城市建立堅(jiān)實(shí)、先進(jìn)的基石，有望提高政府公共服務(wù)水平，改善居民生活。畢竟，智慧城市的建設(shè)離不開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興信息技術(shù)，它們也正以其獨(dú)有的滲透性、沖擊性、倍增性和創(chuàng)新性席卷全球，推動(dòng)著以智能、綠色和可持續(xù)發(fā)展為特征的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的來(lái)臨。?

　　聽(tīng)過(guò)“天河二號(hào)”的發(fā)展和應(yīng)用之后，相信很多聽(tīng)眾朋友對(duì)它都有了一定的了解，但需要注意的是，相比于超級(jí)計(jì)算機(jī)硬件的快速發(fā)展，全世界更看重的超算應(yīng)用領(lǐng)域的研究。雖然我國(guó)已經(jīng)可以在很多方面應(yīng)用超算技術(shù)，但超算軟件的研發(fā)卻十分薄弱，因此中國(guó)在超級(jí)計(jì)算這條道路上，不僅僅需要在硬件上爭(zhēng)取自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，也要努力在軟件上開(kāi)辟出一條屬于我國(guó)自己的道路。?



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