“要盡快啟動E級超算整機系統(tǒng)建設(shè)，距離2020年的建設(shè)目標只有兩年多的時間了。”3月6日，全國人大代表、青島海洋科學與技術(shù)國家實驗室主任吳立新院士在接受記者采訪時連連感慨，“時間太緊迫了”。
因為在吳立新看來，中美超算競爭的窗口期恰在2020年，我國應(yīng)盡快確定超算建設(shè)方案及建設(shè)單位。
中國超算冠軍寶座或難保
吳立新說的E級超算，是我國已經(jīng)在規(guī)劃建設(shè)的每秒可進行百億億次并行計算的下一代超級計算機。“它是我們實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、海洋強國戰(zhàn)略等重大舉措，及開展全球氣候研究、能源礦產(chǎn)勘探、生物醫(yī)藥研發(fā)、戰(zhàn)場環(huán)境保障、人工智能支撐等必不可少的大科學裝置。”吳立新強調(diào)。
中國摘取皇冠雄心勃勃，我國已將E級超算的研究寫入了“十三五”規(guī)劃。
我國“神威·太湖之光”連續(xù)兩年領(lǐng)先全球，天河系列也曾全球領(lǐng)先，超算成為我們國家國際競爭力的重要標志和國家科技創(chuàng)新能力的國際名片。不過領(lǐng)先優(yōu)勢岌岌可危，美國2018年夏天就會在橡樹嶺和勞倫斯兩大國家實驗室分別建設(shè)200P和130P的超算。
而且，美國布局的第三臺超算是計劃安裝在阿貢國家實驗室的E級超算，正加緊研制，計劃于2021年建成。
“在2018年、2019年，我們有可能失去全球領(lǐng)先地位，如何積極應(yīng)對，成為一個挑戰(zhàn)。”吳立新說。
中國計算機學會高性能計算專委會秘書長、九三學社中央科技委委員張云泉聽到吳立新的建議后，脫口而出：“我完全贊成。”他告訴科技日報記者，過段時間相關(guān)單位會發(fā)布研制指南，此次或?qū)⒀兄苾膳_E級超算。“不過就2020年的建設(shè)目標來說，進度確實稍有些慢。”
超算應(yīng)用遠遠滯后于超算能力
若E級超算建成，另一個問題就顯得越發(fā)重要——我國超算應(yīng)用發(fā)展還遠遠滯后于超算能力的發(fā)展。“如果應(yīng)用的短板補不上，就會造成算力的浪費。”張云泉表示。
2018年兩會，九三學社中央就提出了關(guān)于將超算速度優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為應(yīng)用優(yōu)勢的建議。
“目前運行的大部分作業(yè)，其并行規(guī)模仍停留在幾千或幾萬個處理器甚至更低的量級，沒有切實發(fā)揮出千萬億次量級超級計算機上幾十萬甚至百萬核并行的能力。”張云泉告訴科技日報記者，在超算應(yīng)用比較多的制造業(yè)和基礎(chǔ)科研等關(guān)鍵領(lǐng)域，大部分應(yīng)用軟件都被國外壟斷，“有些人家還不賣給你”。
應(yīng)用軟件開發(fā)難在哪兒？張云泉說，不同于超算硬件，超算軟件開發(fā)的周期更長，動輒需要二三十年。它要經(jīng)歷科學問題建模、網(wǎng)格劃分、求解數(shù)學方程、算法設(shè)計、運行驗證等一系列流程，還牽涉到多種學科，“非常復(fù)雜”。
由于此前對應(yīng)用軟件不夠重視，軟件和硬件沒能并肩奔跑。現(xiàn)在，軟件在迎頭追上，可是仍然有差距。“經(jīng)費不夠，研發(fā)力量分散，軟件人才嚴重匱乏……都是現(xiàn)實困難。”張云泉說。
九三學社中央在提案中建議，成立若干國家級超級計算并行應(yīng)用軟件行業(yè)工程中心，制定我國超級計算機應(yīng)用中長期研究規(guī)劃和路線圖，著力開展應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)問題和關(guān)鍵共性技術(shù)研究。“此外，中心應(yīng)以重大專項為牽引，集中多學科人才和資源，穩(wěn)定研發(fā)方向和人才隊伍。也要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)研制計劃和經(jīng)費安排，使得軟硬件經(jīng)費投入比盡量做到1：1。”
可與國家實驗室建設(shè)結(jié)合
吳立新也表示，以大型綜合性研究基地為載體來建設(shè)超算中心才能更好地促進應(yīng)用。“縱觀國際，尤其是美國，超算中心大部分都建在國家實驗室，因為超算是一種非常重要的手段，支撐綜合基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究以及技術(shù)研發(fā)，而后者又能促進超算技術(shù)的發(fā)展，形成協(xié)同生態(tài)發(fā)展。”他說，目前我國正處于建設(shè)國家實驗室的戰(zhàn)略機遇期，應(yīng)抓住機會思考如何將超算和國家實驗室的建設(shè)結(jié)合在一起。
“現(xiàn)在幾所建設(shè)中的科學城都有超算團隊，但他們只是運維團隊，并不負責軟件開發(fā)。”張云泉說。九三學社中央也建議，鼓勵超算中心聯(lián)合應(yīng)用部門組建聯(lián)合實驗室。實驗室主任由應(yīng)用方的學科帶頭人擔任，超算中心提供高性能運算支持并指導或協(xié)助進行程序移植，自主研發(fā)大型并行應(yīng)用軟件，并通過應(yīng)用在用戶中培養(yǎng)人才。