抓住曙光计算机跨越发展的机遇
2007-08-01 11:18:44
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我国的中长期科技发展规划和十一五计划都把研制和应用高性能计算机做为重大项目。在国家的大力支持下,十一五期间我国的高性能计算机产业必将进入快速发展期。我们深信,在未来几年内,我国不但在百万亿与千万亿次超级计算机研制上会进一步缩短与国外的差距,在高性能计算机的应用上也一定会出现前所未有的新局面。1995年实际运算速度超过每秒10亿次浮点运算的曙光1000推出时,我们比国外同类计算机推出时间落后8年。从曙光2000I到曙光4000L,我们推出每秒100亿次到万亿次计算机时,比国外同类计算机推出时间晚67年。每秒10万亿次的曙光4000A与国外同类计算机的推出时间已缩短到4年左右。如果我们组织得力,2010年能推出通用性较强的千万亿次曙光超级计算机,与国外推出通用千万亿次超级计算机的时间就很接近了,最多一两年的差距。

计算机推出时间的差距逐步缩小,从一个侧面反映了曙光高性能计算机是在一步一个脚印地追赶国际上最先进的技术。可以说,过去十年来曙光计算机采取的基本上是跟踪追赶的技术路线。跟踪可以缩小差距,但很难追上或超越先行者。去年年底,曙光公司和计算所合作一举中标863计划重大项目——百万亿次曙光5000A研制,这是曙光超级计算机从跟踪转向跨越发展的重大机遇。从曙光5000开始,曙光公司将告别只能用国外的CPU生产高性能计算机的历史,我们将开始采用国产的龙芯多核CPU芯片研制和生产超级计算机及各种高端计算机,使曙光超级计算机和服务器的性能价格比、性能功耗比大大高于国外产品。曙光5000在体系结构上也将标新立异,采用不同于国际上流行结构的新思路,使得曙光5000既适合于大科学计算,又适合于计算中心做能力服务(Utility Computing)。而且当技术向下辐射做几万亿次的计算机时,有很强的竞争力,特别适合公司的规模产业化。曙光5000将以独创的技术应对百万亿和千万亿次计算机的各种挑战,以另辟蹊径的跨越发展思路争取在十一五末跻身于世界高性能计算机前列。

曙光高性能计算机有望在未来几年内实现跨越发展,不仅仅是因为有过去十年的技术积累,更重要的是我们碰上了微处理器和并行计算机调船头的难得机遇。过去20多年以提高主频为主要方向的CPU发展道路,因不能解决巨大的功耗问题已快走到尽头,目前各大公司、大学及科研机构都在改变方向,重点突破多核CPU技术,这是计算机技术的一次重大转折。龙芯CPU虽然起步晚,但因为没有跟踪外国公司追求高主频的发展道路,正在流片生产的龙芯2F功耗只有3瓦左右,大大低于国外相同性能的CPU功耗。在研制多核CPU的道路上,龙芯CPU有可能成为异军突起的一匹黑马,这为我们研制百万亿/千万亿次计算机提供了最基本的有利条件。在其他并行处理技术上,我们面临的问题国外也没有很好地解决,基本上是同一层次上竞争。因此,我们对曙光高端计算机的未来充满信心。

高性能计算机发展的动力不仅仅是技术驱动,更重要的是需求拉动。我国在高性能计算机应用方面可能比国外落后十年以上,需求拉动的力量远远小于国外,这是我们最薄弱的环节。许多人把这种局面归结为我国生产力落后,认为我国的科研和经济还没有较大量地使用高性能计算机的需求。这是一种似是而非的判断。技术的应用和普及的确与生产力水平有一定的关系,但技术和应用的关系不是简单的技术等待生产力慢慢提高的惯性模式,先进的技术优势可以促进生产力跨越性的发展。对于高性能计算技术,这种促进作用格外明显。

2003年美国自然科学基金会的高级顾问组发布了一份著名的研究报告《信息化促进科学与工程的革命》,报告指出:“由于计算、信息和通信技术不断进步的推动和今天科学工程问题不断增长的复杂性、范围和规模挑战的需求牵引,一个科学与工程研究的新时代已经出现。‥‥‥现在存在着基于信息化基础设施建立新型研究环境的重要机遇,但是也存在由于未能迅速行动和给予足够投资而产生的巨大风险和代价。”报告呼吁美国政府“抓住这个百年不遇的机会,通过协调发展和充分应用信息化基础设施来领导促进科学与工程的这场革命。”众所周知,美国是最重视高性能计算机应用的国家,但他们已感到可能“丧失美国对其他国家在科学与工程研究上的领导地位,并带来经济衰退。”与美国等发达国家相比,我们的问题恰恰是“未能迅速行动”而面临巨大风险。

我国的信息化建设已取得重大进展,每年在电子政务等方面投资巨大,但不论是中央文件还是中长期规划,很少提到科研和工程的信息化。其实,世界各国的高性能计算机都是首先是在科学研究上得到应用,然后推广到各个领域。我国应在科研与工程( 包括产品设计)上加大信息化的投入,特别是加大高性能计算机应用的投入。高性能计算机的应用需求不是等出来的,而是“用”出来的。十五期间上海超算中心购买曙光4000A时,绝没有想到两年后,机器运行如此饱满,许多用户要排上半个月才能轮到上机时间。事实已经证明,运行十万亿次计算机后,很快就会产生百万亿次计算机的需求。可以肯定,当我们用上百万亿次计算机后,很快就会产生千万亿次计算机的需求。高性能计算机是用来解决大问题的计算平台,我们国家目前有许多重大问题,比如资源、环保、气候、能源等,都是用小机器甚至PC机做模拟,这是“杀牛用鸡刀”的做法!我们必须大声呼吁,高性能计算机的应用水平是一个国家核心竞争力和科技水平的重要标志之一,我国不能因坐等生产力提高而失去跨越发展的机遇。

用好高性能计算机需要用户、算法与软件科研人员、计算机研制生产人员共同努力,这种努力是我们走向科技和经济强国必须付出的代价。曙光公司把支持用户采用高性能计算机解决应用问题看成自己的一份责任,千方百计做好售后服务和培训,同时将和科研人员及用户一道来攻克应用难关。

跨越发展的机遇稍纵即逝,千万不可错过。

――原文刊登在《世纪曙光》2007年第一期和曙光公司网站www.dawning.com.cn
 
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