| 出版日期：2003-12-22 总期号：1277 本年期号：96 |
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高性能计算回归应用
——YOCSEF2003中国高性能计算机高峰论坛侧记 谢文砚 我国高性能计算机的发展趋势和面临的主要挑战是什么？ 国家继续支持高性能计算机研制的意义何在？ 我国发展高性能计算机有哪些途径和策略？ 科研院所、大学和企业在高性能计算中的地位与作用如何？ 如何以应用推动高性能计算机系统的研制？ 2003年12月13日，YOCSEF（中国计算机学会青年计算机科技论坛）在北京友谊宾馆举行了主题为“中国高性能计算机的今天与明天”的2003中国高性能计算机高峰论坛。YOCSEF此次邀请了多位在国内高性能计算研究领域享有盛名的中青年专家做相关主题演讲，如国家并行计算机工程技术研究中心的陈左宁院士、中国科学院计算技术研究所的樊建平博士、国防科技大学的廖湘科教授均等有精彩的主题演讲。此外，YOCSEF还邀请了包括清华大学、中国科技大学、浙江大学、华中科技大学等科研院校和Intel、HP、曙光、联想等厂商，以及国家气象中心、上海超级计算中心等重要用户与会。 要做商用高性能计算机 目前，从全球范围来看，芯片制造业主要由美国、日本和韩国等国家垄断，中国仅占有1％的份额。而从2003年的高性能计算机TOP500名单来看，美国和日本更是占据了绝对的优势。 李国杰院士谈到，高性能计算机就是真正的先进生产力。例如东方石油公司就通过高性能计算机进行模拟勘探、计算，可以节省大量的资金和人力。而认识到这一点的并不多。国内目前的一些高性能计算机还只是停留在科学计算的应用领域，没有转化为商业应用。 高性能计算机还有一个很重要的作用，就是用来发现未知世界的规律和找到更好的解决问题的途径。例如在生物、制药、天文等多个领域，都需要高性能计算机的辅助计算。例如北京的宣武医院和天坛医院使用高性能计算机对脑外科手术进行实时辅助计算，对保证开颅手术的成功起到了关键作用。 可以说，高性能计算机的研制，关系到国家是否能够占领科技制高点，也是关系到寻求国民经济进一步发展原动力的战略性问题。因此李国杰院士、陈左宁院士和廖湘科教授等专家一致认为，高性能计算机我们必须要做，还要力争做到最好。 有什么应用，做什么系统 众所周知，国际上目前流行的高性能计算机系统主要分为两种，一种是胖节点下的大型机甚至是巨型机，特点是节点少，网络结构较为简单，单一节点计算能力很强，实施难度和成本都很高；另外一种则是运用Cluster技术，将一定数量的瘦节点连接成为一个机群计算系统，特点是节点多，网络结构较为复杂，单一节点计算能力较低，实施难度和成本相对较低。目前，国内自主实施的高性能计算机主要还是基于Cluster技术的机群系统，虽然就系统计算性能而言，并不弱于国外同类产品，但Cluster技术含量较低，芯片制造等核心技术还掌握在国外厂商手中，对我国高性能计算机的发展较为不利。 因此，专家普遍认为，我国高性能计算机的发展不能一蹴而就，应该从深挖行业应用入手，从高性能机群做起，积累经验；借鉴美国政府和IBM、HP、Sun、CRAY等厂商的合作模式，明确政府、研究院校和厂商的角色关系，合作研发具有核心竞争力的技术；同时还希望国家相关部门在制定政策时，更具有前瞻性和长期性，给高性能计算机研究良好的发展环境。只有如此，我国高性能计算机才能走出自己的路。 帮用户“用好”很关键 谈到高性能机计算机的实际应用，很多人都会想起类似日本海洋科学技术中心横浜研究所的“地球模拟器”和耳熟能详的“基因测序”工程。的确，随着IA架构和Linux的风行，中低端服务器在诸多领域替代了原本属于高性能计算机的工作任务，以致很多用户都认为高性能计算机就是用于石油勘探、气象预报、基因计算等领域的计算机系统。而实际上，高性能计算的应用远不止上述领域。 在论坛上，来自国家气象中心的施培量、上海超级计算机中心的蔡国新和联想的杜晓黎就这个问题进行了精彩的陈述。 以上海超级计算中心（以下简称为计算中心）为例，它是2000年上海市一号工程的重点项目之一，成立超级计算中心的目的便是为了使上海市高性能计算能够形成一个共享的计算环境，服务于上海的国民经济的各个行业，以提升上海的国民经济的综合实力。上海超级计算中心自2001年1月4号成立，通过近3年的积累，在高性能计算机应用方面取得了一些经验。 
在气象领域，计算中心和上海市气象局密切合作，实现了3公里内定时、定点、定量的精确预报。上海市气象局还准备在2010年建成数字化立体气象探测网，天气预报将精确到周边乡镇。而上海市气象局接近5T Flops/s的浮点计算需求全部由计算中心提供。 在制造领域，计算中心在船舶制造、汽车制造和航空航天制造领域也有典型应用。根据上海的发展计划，上海的船舶制造业将在2010年位居全球第一；而包括通用和大众在内的汽车制造商已经陆续把设计和生产中心迁移到上海；上海飞机研究所也将部分航天、航空计算任务交给计算中心。此外，计算中心还同湖南大学合作了“汽车冲压”项目，即根据汽车整体的样模冲压生产汽车顶板的工艺，获得国家科学技术进步一等奖。在制造领域，计算中心应上述客户的需求，提供了接近5T Flops/s的计算能力。 在建筑领域，计算中心和上海交大机械学院合作了“模拟上海市外环隧道”的项目，模拟外环隧道施工中可能碰到的地震和地下水渗漏等环境，也获得国家科技进步奖。 在生物医药领域，计算中心和上海医药所长期合作，获得了在先导活化物的活性蛋白研究领域的先机，已经为医药所创造了数百万的收益。。 此外，计算中心还在天文、材料、计算物理和计算化学等领域有一些成功的应用，并且有实际的收益。可以说，上海高性能计算中心的实践，为高性能计算机在国内的应用提供了一些新的思路。 达成四点共识 此次YOCSEF高峰论坛上，各路人士各抒己见，主要观点如下： 第一，高性能计算机的发展趋势主要还是Cluster。在未来的时间里，Cluster还是一个主流，但是并不一定会用目前这种CPU和联结的方式，在这方面肯定要有一些突破。国外的厂商有很多关于这方面的设想和研究计划，这也正是目前我国高性能计算机研究所面临的挑战。 第二，国家肯定将继续支持高性能计算机研制，这事关国家发展战略。同时希望能有更多人共同关注我国高性能计算机的研究。 第三，明确科研院所、企业和大学的相互关系，通过国家的统筹安排进行明确分工。例如关键性、创新性的研究和原创性的研究应该多数放在科研院所和大学；企业则以用户为中心，深刻了解用户需求，满足用户需求；大学则更应该起到在高校普及推广高性能计算知识和批量培养专业人才的作用。 第四，切实挖掘用户需求，加强各种行业应用领域里应用软件的开发，通过系统软件的支持，更好地推广和使用高性能计算机。 
国家并行计算机工程技术研究中心 陈左宁院士 
国防科技大学 廖湘科教授 
中国科学院计算技术研究所 樊建平博士 YOCSEF简介 YOCSEF是青年计算机科技论坛（CCF Young Computer Scientists & Engineers Forum）的缩写。它是由中国计算机学会(China Computer Federation)于1998年创建的一个系列性学术活动，宗旨在于根据IT发展的需求开展活动，为计算机工作者提供一个交流的场所。5年来，YOCSEF在国内获得了长足的发展，在多个大中城市成立了分论坛。 |
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