1秒鐘千萬億次計算構(gòu)筑“最強(qiáng)大腦”

　　走進(jìn)國家超級計算濟(jì)南中心（下稱“濟(jì)南超算”）的機(jī)房區(qū)域，“山河”超級計算平臺正在高速運(yùn)轉(zhuǎn)。一排排一人多高的主機(jī)整齊排列，相互鏈接，指示燈規(guī)律閃爍，機(jī)身上藍(lán)色的“山河”二字格外引人注意。

　　作為全國最大的異構(gòu)超級計算集群，“山河”超級計算平臺高性能計算能力達(dá)60PFlops（1PFlops代表一秒鐘執(zhí)行一千萬億次浮點運(yùn)算），人工智能計算能力達(dá)1000Pops（1Pops代表一秒鐘一千萬億次智能計算），存儲容量245PB，綜合算力處于國際前列。

　　一秒鐘進(jìn)行一千萬億次智能計算的“大腦”究竟有多強(qiáng)？在此算力支撐下，虛擬數(shù)字人通過接入大模型完成智能問答，僅需百余小時即可完成訓(xùn)練；空氣質(zhì)量預(yù)報精度可達(dá)2公里范圍，相當(dāng)于具體到每一個小區(qū)……

　　2023年5月，在德國漢堡舉辦的ISC2023世界高性能計算大會上，濟(jì)南超算構(gòu)建的驗證性計算集群以超越歷史最佳紀(jì)錄15倍的絕對優(yōu)勢，登頂全球IO500榜單。

　　從受制于人到世界領(lǐng)先，我國超級計算機(jī)在一次次升級改造過程中占地面積越來越小，能耗與成本逐漸降低，整體性能與計算能力卻日益提高。

　　2011年，濟(jì)南超算建成我國首臺完全采用國產(chǎn)處理器和系統(tǒng)軟件構(gòu)建的千萬億次超級計算機(jī)“神威藍(lán)光”。2022年，新一代神威超級計算機(jī)――“神威藍(lán)光Ⅱ”問世，從核心器件到系統(tǒng)軟件全部實現(xiàn)自主研發(fā)，實現(xiàn)了超算領(lǐng)域核心技術(shù)的完全自主可控。相比于“神威藍(lán)光”，“神威藍(lán)光Ⅱ”占地面積縮減至原來的三分之一，計算能力卻提升14倍。

　　“中國超算與世界超算的發(fā)展格局是一致的，而這比摩爾定律還要超前。”濟(jì)南超算副主任、濟(jì)南超算研究院院長潘景山說。摩爾定律由英特爾創(chuàng)始人之一戈登?摩爾提出，根據(jù)該定律，大約每隔一年半，芯片的性能會提高一倍。對于超級計算機(jī)，則是每10年性能可以提升1000倍。

　　“最強(qiáng)大腦”還要有“最強(qiáng)應(yīng)用”。通過開展跨學(xué)科、跨單位的廣泛交叉合作，基于濟(jì)南超算的應(yīng)用成果頻出。

　　濟(jì)南超算的國家生態(tài)環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)超算云中心大屏幕上，數(shù)字躍動，這里實時顯示著全國5000多個站點的空氣質(zhì)量情況。借助“山河”超級計算平臺的算力，空氣質(zhì)量預(yù)報精度從5公里提高至2公里范圍。“精度5公里相當(dāng)于預(yù)報的范圍精確到一個小區(qū)，而2公里意味著精確到一個場館。”潘景山說，去年的杭州亞運(yùn)會上，空氣質(zhì)量預(yù)報范圍就精確到每個運(yùn)動場館，實現(xiàn)了“小時級”“公里級”突破。

　　“在濟(jì)南超算的強(qiáng)大算力支持下，天氣預(yù)報與氣候預(yù)測、海洋環(huán)境模擬分析、信息安全、工業(yè)仿真、工程計算、金融大數(shù)據(jù)分析、智慧城市等領(lǐng)域的3000多家科研院所、高等院校、高新技術(shù)企業(yè)、政府單位都搭上了‘算力快車’。”山東省計算中心（國家超級計算濟(jì)南中心）主任吳曉明說。

　　比如，高鐵建造成何種外形可以抵抗突如其來的橫風(fēng)？兩條并行的鐵軌間距究竟多大，既可以避免兩輛高鐵會車時發(fā)生碰撞，又不會太遠(yuǎn)導(dǎo)致土地浪費(fèi)……如果通過真正的實驗解決這些問題，需要付出高昂的成本，但通過超算建立仿真模型進(jìn)行計算測試，這些問題可低成本、更高效解決。

　　超算賦能千行百業(yè)，但算力再強(qiáng)，若無法聯(lián)結(jié)成網(wǎng)，便只是一座孤島。2022年7月，濟(jì)南超算正式啟動國內(nèi)首個超算互聯(lián)網(wǎng)工程，推動建設(shè)覆蓋全省16地市的“山東算網(wǎng)”；2024年5月，“山東算網(wǎng)平臺”正式上線，強(qiáng)力推動國家算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

　　經(jīng)過持續(xù)科研攻關(guān)與探索，目前濟(jì)南超算在山東算網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多項技術(shù)突破，在高速網(wǎng)絡(luò)通信、資源感知調(diào)度、算力網(wǎng)絡(luò)融合和安全方面攻克一批核心“卡脖子”技術(shù)難題。潘景山說，下一步，濟(jì)南超算還將在超算互聯(lián)網(wǎng)涉及的軟硬件上進(jìn)一步探索和優(yōu)化，力爭實現(xiàn)“國產(chǎn)車道跑國產(chǎn)車”。

　　隨著超算網(wǎng)絡(luò)的延伸，“像建設(shè)電網(wǎng)一樣建設(shè)算網(wǎng)、像運(yùn)營互聯(lián)網(wǎng)一樣運(yùn)營算網(wǎng)、讓用戶像用水電一樣使用算力”的愿景正在逐步變成現(xiàn)實。