中國(guó)超算有多厲害？國(guó)家超算天津中心首席專訪

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心是“天河”新一代超級(jí)計(jì)算機(jī)所在地，新年伊始，中心應(yīng)用研發(fā)首席科學(xué)家孟祥飛和他的同事加快了攻關(guān)速度，他們要讓每秒百億億次的超強(qiáng)算力發(fā)揮更大的效力?！睹鎸?duì)面》專訪國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家孟祥飛。

記者：現(xiàn)在我們是多少次？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：我們已經(jīng)突破了新一代的百億億次。這個(gè)數(shù)據(jù)非常生硬，我想給你換算成生動(dòng)一點(diǎn)的對(duì)比：就是說(shuō)這樣一個(gè)百億億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它的能力到底是多強(qiáng)？它工作一個(gè)小時(shí)相當(dāng)于我們?nèi)澜缙呤鄡|人上萬(wàn)年的工作量，我們拿手用大腦去算，它一個(gè)小時(shí)我們?nèi)澜缛司鸵傻绞非拔拿魅サ臓顟B(tài)。

記者：如果說(shuō)把算力比作一匹駿馬的話，駿馬一定要有駕馭駿馬的人，現(xiàn)在我們駕馭駿馬的需求多不多?

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：我們現(xiàn)在的航空航天、飛行器的研發(fā)設(shè)計(jì)、超高音速的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，都離不開(kāi)超級(jí)計(jì)算的仿真能力。藥物領(lǐng)域、大規(guī)模的藥物的研發(fā)，現(xiàn)在包括張伯禮院士團(tuán)隊(duì)在研究中藥的組分，就是用超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)分析不同中藥的組分，它具有什么活性，跟什么樣的蛋白可以結(jié)合等等。再到新的材料、氣象預(yù)報(bào)、交通運(yùn)輸業(yè)、零售商業(yè)等等。這些都要和超強(qiáng)的高性能計(jì)算和我們的數(shù)據(jù)緊密融合，才能向新的發(fā)展階段邁進(jìn)。

中國(guó)超級(jí)計(jì)算機(jī)的誕生

“天河一號(hào)”是中國(guó)首臺(tái)千兆次超級(jí)計(jì)算機(jī)，孟祥飛經(jīng)歷了應(yīng)用研發(fā)的全過(guò)程。在進(jìn)入超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域之前，他的專業(yè)是理論物理。2007年，孟祥飛被公派到美國(guó)留學(xué)深造?！懊绹?guó)TOP100的大學(xué)有超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)支持各個(gè)學(xué)院、各個(gè)科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行計(jì)算領(lǐng)域的創(chuàng)新，更不要說(shuō)那些大的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新中心，超級(jí)計(jì)算就是必備?！绷魧W(xué)的經(jīng)歷讓孟祥飛認(rèn)識(shí)到超級(jí)計(jì)算是科研不可或缺的重要資源。

20世紀(jì)70年代末，在計(jì)算機(jī)專家慈云桂的帶領(lǐng)下，我國(guó)正式啟動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的研制。在一窮二白的基礎(chǔ)上，科研人員歷經(jīng)5年頑強(qiáng)拼搏，攻克了數(shù)百項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)，成功研制出我國(guó)第一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)“銀河一號(hào)”，“銀河一號(hào)”運(yùn)算速度達(dá)到1億次/秒，使中國(guó)成為繼美國(guó)、日本之后，第三個(gè)能夠研制超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)家。

記者：慈云桂老先生在臨終之前還有一個(gè)希望，他希望中國(guó)的超算能夠在世界上有一席之地。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：慈云桂先生他在接到“銀河一號(hào)”任務(wù)的時(shí)候，還講了另外一句：拼上這條老命，也要把中國(guó)的巨型計(jì)算機(jī)搞出來(lái)。這是當(dāng)時(shí)他的豪言壯語(yǔ)，當(dāng)然豪言壯語(yǔ)擲地有聲。當(dāng)時(shí)的“銀河一號(hào)”兩百多萬(wàn)個(gè)焊點(diǎn)，是工作人員一個(gè)一個(gè)焊起來(lái)的。

記者：你又怎么看這些前輩他們一點(diǎn)一點(diǎn)在進(jìn)行量的積累呢？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：正是這樣奮斗，敢于攻堅(jiān)、敢于挑戰(zhàn)的精神，鍛造出來(lái)接下來(lái)銀河、天河一代代人能夠不斷地接續(xù)奮斗，不斷地努力攻堅(jiān)，到今天實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破的過(guò)程。

讓超算做好應(yīng)用

2009年，孟祥飛回國(guó)擇業(yè)期間，得知籌建國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心的消息，他前往應(yīng)聘。當(dāng)時(shí)，經(jīng)過(guò)國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)科研人員的努力攻關(guān)，“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)成功問(wèn)世，并部署在國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心。2010年11月，全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)發(fā)布，“天河一號(hào)”以每秒2570萬(wàn)億次的實(shí)測(cè)運(yùn)算速度排名第一，國(guó)際同行一方面驚異于中國(guó)超算能力的追趕速度，另一方面也提出了質(zhì)疑，認(rèn)為中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)好看不中用。如何做好應(yīng)用，成為擺在孟祥飛和應(yīng)用研發(fā)團(tuán)隊(duì)面前的挑戰(zhàn)。

記者：當(dāng)有了超算能力的時(shí)候怎么去找應(yīng)用？是算力去找應(yīng)用，還是應(yīng)用來(lái)找算力？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：當(dāng)時(shí)實(shí)際上更多的是我們超算去找應(yīng)用，因?yàn)樵凇疤旌右惶?hào)”千萬(wàn)億次的算力之前，基本上我們國(guó)內(nèi)很少有大規(guī)模的超級(jí)計(jì)算機(jī)。不管是我們的科研人員還是工程技術(shù)人員，超算是什么？超算能夠給他們的科研或者數(shù)字化設(shè)計(jì)能夠帶來(lái)什么？當(dāng)時(shí)并沒(méi)有特別多的直觀概念。

記者：當(dāng)我們千辛萬(wàn)苦把這個(gè)速度做上去了，可是你發(fā)現(xiàn)人根本沒(méi)有意識(shí)到我要上馬去跑，在這個(gè)時(shí)候你意識(shí)到了，但是你服務(wù)的對(duì)象沒(méi)有意識(shí)到的時(shí)候，你有多急？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：這種焦急的心情是非常迫切的，自己也是踏上了一個(gè)新的征程，把自己打造成叫“三體”，銷售、洽談、合作，然后再回來(lái)研發(fā)產(chǎn)品，再把新的創(chuàng)新軟件和平臺(tái)推給大家。當(dāng)時(shí)我給自己起了個(gè)外號(hào)叫“飛人”，要么在出差的路上，要么在作報(bào)告的報(bào)告廳，就希望盡早能有一天將我們大國(guó)重器真的把它用起來(lái)，發(fā)揮作用。

超級(jí)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用實(shí)際上是讓它成為一個(gè)公共的創(chuàng)新平臺(tái)，為企業(yè)或者科研團(tuán)隊(duì)賦能，在推廣超級(jí)計(jì)算的過(guò)程中，孟祥飛吃過(guò)閉門羹。讓他印象深刻的，是到一家汽車模具生產(chǎn)企業(yè)推廣超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的過(guò)程。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：最開(kāi)始是不接受，我們這個(gè)企業(yè)就是加工傻大笨粗，加工出來(lái)一個(gè)汽車模具，給人家汽車廠刻模子，實(shí)際上就是這樣子。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，我們要不斷去學(xué)習(xí)，我們就發(fā)現(xiàn)人家在歐美等等這些國(guó)家，這些汽車模具就靠大規(guī)模仿真設(shè)計(jì)，就可以大大提升生產(chǎn)出來(lái)的模具的安全性，降低設(shè)計(jì)生產(chǎn)的成本，多個(gè)方面都會(huì)發(fā)揮作用。我們就把我們學(xué)習(xí)的這些知識(shí)帶到企業(yè)里面，跟企業(yè)主要負(fù)責(zé)研發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)和他們團(tuán)隊(duì)進(jìn)行溝通交流，企業(yè)就說(shuō)那我們?cè)囈辉?，帶企業(yè)進(jìn)入這個(gè)超算平臺(tái)，試一試又面臨著問(wèn)題，技術(shù)人員沒(méi)有。

記者：這個(gè)人是你出還是對(duì)方出？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：在初期階段只能我們出。你有這個(gè)需求，我們通過(guò)我們的團(tuán)隊(duì)把你這個(gè)需求變成一個(gè)在超級(jí)計(jì)算上能夠進(jìn)行數(shù)字化仿真設(shè)計(jì)的這樣一個(gè)方案，然后設(shè)計(jì)出來(lái)再發(fā)回給企業(yè)。企業(yè)發(fā)現(xiàn)這個(gè)確實(shí)比他們憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)出來(lái)的更優(yōu)化更安全。他們覺(jué)得這個(gè)非常重要，就開(kāi)始說(shuō)我們要派技術(shù)人員到你們這里來(lái)幫我們培養(yǎng)。

經(jīng)過(guò)三年的努力，孟祥飛和同事幫這家汽車模具企業(yè)培養(yǎng)了仿真設(shè)計(jì)人員，借助超級(jí)算力，這家最初規(guī)模不大、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)的企業(yè)發(fā)展迅速，成長(zhǎng)為行業(yè)龍頭。

記者：如果我們把這家汽車模具企業(yè)看成一個(gè)榜樣的話，那榜樣的力量有多大，給你帶來(lái)多少客戶？

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：榜樣的作用就是發(fā)揮的作用面應(yīng)該非常廣，現(xiàn)在這個(gè)規(guī)模主要從事研發(fā)設(shè)計(jì)仿真的企業(yè)規(guī)模在天河平臺(tái)上已經(jīng)超過(guò)了200家，從事我們支持的工業(yè)領(lǐng)域的這些企業(yè)的信息化平臺(tái)借助于天河的，超過(guò)了3000家。在當(dāng)時(shí)2014年、2015年進(jìn)入一個(gè)良性發(fā)展階段的時(shí)候，包括西方很多媒體也開(kāi)始做反思。他們覺(jué)得美國(guó)、歐洲等等這些大的超算僅僅服務(wù)于基礎(chǔ)科學(xué)研究，而中國(guó)的超算不僅支撐服務(wù)了大量的基礎(chǔ)科學(xué)研究，同時(shí)也在不斷孕育支撐他們的制造業(yè)數(shù)字化升級(jí)，推動(dòng)服務(wù)他們的產(chǎn)業(yè)，是值得他們?nèi)W(xué)習(xí)和探索。

目前，我國(guó)算力總規(guī)模超過(guò)每秒1.5萬(wàn)億億次，并已創(chuàng)建了十所國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心。超算越來(lái)越廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，各行各業(yè)，也越來(lái)越深地惠及我們的生活。

國(guó)家超級(jí)計(jì)算天津中心首席科學(xué)家 孟祥飛：在2020年新冠剛剛暴發(fā)的時(shí)候，要確診一個(gè)病例，還要通過(guò)看他的肺部有沒(méi)有感染，這就給大量的影像檢查帶來(lái)挑戰(zhàn)。后來(lái)忽然想到我們能不能把人工智能的醫(yī)學(xué)影像診斷用到新冠里面，我們很快聯(lián)合當(dāng)時(shí)多個(gè)全國(guó)不同區(qū)域的醫(yī)院，整理一批CT影像數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)，我們借助了多個(gè)方案去進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，很快發(fā)現(xiàn)用人工智能進(jìn)行輔助診斷是有效的，在臨床首診中90%以上可以幫助醫(yī)生判斷是不是新冠。我們把我們平臺(tái)開(kāi)放出來(lái)，國(guó)內(nèi)很多醫(yī)療機(jī)構(gòu)科研機(jī)構(gòu)來(lái)訪問(wèn)使用這個(gè)平臺(tái)，到后來(lái)像包括美國(guó)、巴西、墨西哥、印度等等這些國(guó)家也通過(guò)云端來(lái)訪問(wèn)這個(gè)平臺(tái)，更重要的是帶動(dòng)了這個(gè)領(lǐng)域大量的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)始投入用人工智能來(lái)參與科技抗疫，引領(lǐng)了這樣一個(gè)潮流。

編輯：黃飛

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