目前,國外建造的超級計算機多數都被直接用於實際中,而我國的超級計算機應用和國外相比仍有不小的差距。儘管我國的超級計算機在500強的榜單中獲得了斐然的成績,但這並不能代表我國超級計算機的應用水平。接下來我們分析下超級計算機行業政策及環境。
從建設超級計算機的角度來講,中國和日本、美國以及歐洲的水平其實不相上下,但在建設思路上,中國卻與其他國家截然不同。歐美國家一般是先考察超級計算機在各領域的需求,根據實際應用開始有針對性的研發和製造;而我國則將重點放在提升超級計算機的各項計算能力上,然後再考慮實際應用。
資源不足和資源利用不充分的現象同時存在,資源的單位擁有和資源的共享使用之間矛盾突出,嚴重製約了中國國家網絡服務環境的可持續發展。我國超級計算機使用的領域還比較窄,許多領域的應用軟體是從美國購買的,這大大限制了我國超級計算機的發展。
其實,氣象數值預報一直是高性能計算機的重要應用領域之一,無論是短期天氣預報還是長期氣候預測,都離不開強大的超級計算機的支持。藉助超級計算機預測氣候變化,可以減輕極端天氣給人類帶來的傷害。當前世界,極端氣象事件的影響日趨嚴重,超級計算機將提供有關發生可能性低、但破壞性大的氣象事件的預警,對氣候變化做出重要研究。同樣,對天氣情況的準確預報也需要具備迅速完成大量運算的能力。我國自行設計生產的銀河Ⅱ型大型機就曾經被使用於天氣預報領域。在2008年北京奧運會中,北京氣象局也採用了超級計算機來為北京及周邊地區提供精確到小時的天氣預報。
為便於污染物擴散,運用超級計算機測算建築風道選址,更是讓空氣污染預報精確到每個小區。中科院深圳先進技術研究院正在國家超算無錫中心進行的一項課題,就是深圳市污染物擴散的模擬。「現在已經可以實現倒推排查,究竟是哪個排放點導致了某次大氣污染,未來將能夠實現每個小區、每個居民點空氣品質的準確預報。」陳榮亮說。
而在身體器官檢測等方面,未來要不要做手術也是電腦說了算。據悉,歐洲和日本等國的科研人員還開始將超級計算機應用到醫療領域,通過超級計算機來模擬血流、心臟,甚至任何人體器官的工作。英國醫學雜誌《柳葉刀》認為,目前醫療研究已經進入分子層面,通過超級計算機的大量運算,可以有效地模擬人體器官對各類藥物的反應,這樣做能夠大大縮短新藥物的研發時間,讓各類新藥物儘快為患者服務;更為重要的是,這樣大大節省了新藥物的前期研發成本,可以使製藥公司以較為低廉的價格為患者提供更有效的藥物。
事實上, 超算技術早已融入人類生活的方方面面。以美國為例,高性能計算應用大致可分為幾類:一類是與國家安全密切相關的使命性應用,如美國能源部各國家實驗室所從事的核武器設計、試驗、改進和安全儲存的研究,需要超級計算機進行全物理、全系統、真三維的數值模擬;一類是解決能源、環境、健康等方面重大挑戰性問題的應用,例如聚變能源、全球氣候變化、新材料設計、新藥創製等;還有一類是以計算促進基礎科學研究和重大科學發現,例如在宇宙起源、腦功能、基因和蛋白質組學、計算物理、計算化學、計算材料等方面的應用。
863重點專項專家組組長錢德沛教授認為,超級計算機的發展根本動力來自於需求,超級計算機的目的應該是造福人類。在這一基本認知下,中國發展超算應該從需求出發,解決最迫切的應用問題。「不用過於在乎超算的全球排名,我們要有爭第一的意識,但是不要太在意,還是要從應用出發。」他進一步強調。
對於應用落後的問題,錢德沛指出,這主要有三個原因:第一、中國開展超算業務的時間還很短;第二,高性能計算人才缺乏;第三,中國軟體發展體制存在問題,由於盜版等因素沒人願意進行大型應用開發。
2013年,美國將「世界最快超級計算機」的頭銜輸給中國,國產超級計算機「神威太湖一號(Sunway TaihuLight)」的運算速度比美國最強大的Titan系統快4倍。為了重奪優勢,美國能源部正致力於研發運算速度超過Titan 50倍的新一代超級計算機,為此其正向多家科技巨頭求助。
近年來,基於人工智慧的高性能計算應用呈拓展趨勢,大數據、金融計算、社會計算等都成為高性能計劃的新領域。IBM以沃森為核心提出了「認知計算」的概念,即由計算機模仿人腦的工作機制,對信息進行感知和分析處理的一種計算技術。未來,隨著開放生態體系的建立,認知計算將有望成為繼電子商務、智慧地球之後,被全球所接納和推進的又一概念和方向,並引發各大企業和各國家、地區的跟隨。關於超級計算機行業政策及環境的詳細內容到這兒已經介紹完了,如果需要了解更多關於計算機行業的報告請關注2017-2022年中國計算機應用設備行業發展前景分析及發展策略研究報告。