蓝布正

首页 » 常识 » 诊断 » 高性能计算机,数字时代的中国算力主张
TUhjnbcbe - 2021/9/2 20:18:00

今年3月,“十四五”规划和年远景目标纲要正式发布,其中提出制订科技强国行动纲要,打好关键核心技术攻坚战。“纲要”在加强原创性引领性科技攻关、加强关键数字技术创新应用、加快推动数字产业化等方面均提出要求,并强调要实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

而这些科技前沿领域的攻关,离不开强大的算力支持。算力之于当下,就如同热力之于蒸汽时代,电力之于电气时代,都代表着一个时代的生产力上限。未来谁掌握先进的计算力,谁就掌握了未来发展的主动权。

在科研机构及优秀企业的努力下,我国在高性能计算领域已取得累累硕果,其也将成为“十四五”科技前沿攻关的有力保障。

01

涵盖多个科技前沿领域成各大国比拼焦点高性能计算(HighPerformanceComputing,简称HPC)是指利用聚集起来的计算能力处理标准工作站或服务器无法完成的数据密集型计算任务。一直以来,高性能计算机主要为顶尖科学研究服务,涵盖气候模拟、癌症研究、基因测序、量子力学、分子动力学、飞机和航天器、空气动力学、能源勘探、卫星图像处理等。“十四五”规划和年远景目标纲要提出的科技前沿领域,包括新一代人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等,也都需要高性能计算机的加持。可以说,作为目前人类进行计算研究的主要工具,高性能计算机对国民经济发展和国防建设均具有重要价值,是世界高科技领域的战略制高点,因此也成为各国比拼的焦点。

02

蝉联供应商份额全球冠*助力中国份额领先我国在高性能计算机研发方面曾长期处于落后局面。但近年来,随着科研实力的提升,我国在相关领域也取得了累累硕果。全球高性能计算机组织TOP每隔半年便会发布一次全球高性能计算机TOP排名,该榜单的榜首位置曾长期被美、日、欧等国家霸占。但进入21世纪以来,多台来自中国的高性能计算机开始登顶榜首,比如中国国家并行计算机工程技术研究中心(NRCPC)开发的“神威·太湖之光”、中国国防科技大学开发的“天河2号”等都多次夺得冠*。而在年11月发布的最近一次TOP榜单显示,在全球浮点运算性能最强的台超级计算机中,中国上榜台,占据42.6%的份额,排名第一;美国上榜台,占据22.6%的份额,排名第二;日本上榜34台,占据6.8%的份额,排名第三。△年11月发布的TOP榜单中,中国的高性能计算机部署数量排名第一在最强高性能计算机的表现上追平甚至赶超美日欧,意味着我国在制造国家级高性能计算机方面取得了非凡的成就,但将这方面的技术推进产业应用也非常重要。在这方面,联想集团(Lenovo)为中国高性能计算领先全球市场份额做出了重要贡献。从供应商份额来看,在最近一次TOP榜单中,联想集团的高性能计算机上榜台,占据36%的份额,蝉联全球供应商份额第一名。△年11月发布的TOP榜单中,联想高性能计算机部署数量排名第一联想集团在高性能计算领域的领先地位并非一日之功,而是建立在多年深厚积累的基础之上。早在年,联想集团就开始组建高性能服务器事业部;年,联想集团打造出了全球第一台万亿次X86架构高性能服务器深腾0;年底,5套联想超算入围全球TOP强榜单,之后逐年增长;年6月,联想集团成为全球最大超算平台提供商,获得央视点赞。随着近年来越来越多的联想高性能计算机入选TOP榜单,联想集团已成为无可争议的全球最大高性能计算方案提供商。△年6月,央视点赞联想集团成为全球最大高性能计算机平台提供商一直以来,人们都认为高性能计算机过于遥远,但其实它已与我们的生活息息相关,这从一些应用案例便能了解一二。

03

40倍加速病*基因测序超算助力防止疫情扩散在新冠疫情爆发初期,联想集团曾为华大基因的研究人员提供全新的大数据分析技术和高性能计算资源,进一步提升其基因测序工具的分析能力,更高效地研究新型冠状病*的基因组特性。疫情初期,一切都在和时间赛跑,高效、快速地处理数据极为重要。比如说,每毫升体液中通常包含数百万个不同的病*体,每个病*体的基因组则包含大约3万个碱基。再考虑到感染者和疑似病例的数量,研究人员需要面对和处理的数据量非常庞大。此次抗疫中,我国大量使用的二代测序仪在工作中会产生大量的基因小片断。对计算机运算来说,这会产生海量的小文件读取需求,也对算力提出了非常高的要求。要想提升算力,CPU是关键。但CPU在性能增长的同时,也会产生更大的功耗。对此,联想集团独创的温水水冷系统可以让CPU无忧无虑地全速运转。此外,其高性能存储解决方案则可以赋予计算设备在高带宽下持续读取小文件的能力,就好比一个经过优化设计且管理非常有序的交通系统,在保证高运力的同时,又做到了高速通行。除了硬件方面的提升,联想高性能计算机也加载了专门针对基因组测序进行过优化的软件,可以针对不同应用场景匹配最合适的计算量、带宽、存储等资源。正是这些全方位的技术保障,联想高性能计算机在关键时刻让基因分析的速度提升约40倍,帮助科研人员更好地识别出了病*,为我国快速、有力地控制疫情做出了重要贡献。在积极助力中国抗疫之际,联想集团也一直致力于不分国界地为生命科学研究提供算力支持。凭借覆盖全球的高效交付能力,联想集团通过与英国、美国等高校的合作,参与到很多国家和地区的抗疫行动中。此外,在疫情信息的统计分析、病*传播的模拟预测、疫苗及药物的研发等方面,联想高性能计算机也一直在发挥作用。

04

多领域赋能数字中国建设高性能计算应用绽放光芒在行业应用方面,联想集团的高性能计算客户群非常广泛,覆盖科研、气象、生命科学、航天、影视、教育、汽车、石油石化等多个领域。

科研:与中科院共建高性能计算中心

在科研领域,联想集团支持中科院建设了高性能计算中心,以满足中科院对高性能计算力的需求,为科学家们的各项科学研究提供助力。联想DSS高端并行存储所提供的存储总容量接近3PB,约是中科院原有存储系统容量的3倍。核心的DSS高端并行存储的聚合带宽可达到10GB/s以上,是中科院原有存储系统性能的2倍。此外,整体交付的模块化机房高效节能,实际PUE约1.5,为中科院节省了大量电费。

教育:超7成高校采用联想

在全国68所高校中,有49所高校正采用联想高性能计算机进行科学研究。比如北京大学的高性能计算校级公共平台“未名一号”,就采用了联想深腾X超级计算机系统。作为中国首个45℃温水水冷的超算中心,联想集团为“未名一号”提供的超算计算力高达万亿次,同时还为其节省了50%的制冷散热成本,预计每年将为北京大学节省60万度电。

气象:算力提升20倍能耗下降42%

助力践行绿色冬奥

如今的气象预报领域对高性能计算的依赖非常高。承担北京年冬奥会气象保障任务的北京市气象局在使用联想高性能计算系统后,可以让运动员提前24小时接收场馆的气象数据,这些数据甚至可以精确到分钟级和百米级。相较于年冬奥会每隔15分钟更新一次气象数据,年北京冬奥会的气象数据将做到每隔10分钟更新一次,部分场地和项目甚至可以做到每分钟就更新一次。这也是冬奥会赛事气象服务史上的最高标准。此外,北京市气象局配置的联想高性能计算系统在算力提升近20倍之际,能耗却比以往下降42%,符合北京冬奥立足低碳环保、打造绿色冬奥的理念。

影视:特效设计速度最快提升倍

近年来,国漫的崛起为广大影迷所津津乐道,其背后也离不开高性能计算机。联想集团与多家影视企业有着长期合作,在影视特效的制作和渲染上提供了超强算力支持。影视作品的制作周期直接关乎项目成本。联想高性能计算机的水冷服务器节点使得每瓦的算力至少提升约5倍。此外,联想集团在业内排名第一的集群调度软件,使得研究、设计速度最快可提升倍,从而帮助更多的艺术作品快速完成创作、推向市场。在航天领域,联想集团以高稳定性和卓越的性能,曾为“神舟十一号”载人航天发射任务提供强大的技术保障;在能源领域,联想集团为国家海洋局搭建了一套高效的海洋环境监测预警高性能计算平台,大幅提高了监测数据的计算、分析、处理功能;依托“全球化+本地化”战略布局,联想集团提供可以适配NVIDIA和寒武纪GPU的服务器产品组合,提供智能化的算力调度……正是基于这些实实在在的行业应用场景,使得联想集团不断推动产品改进和方案完善,进而为其拿下“全球最大高性能计算方案提供商”奠定了基础。对国家而言,制造业等实体经济是国民经济的主体,是中国经济稳定、高质量发展的核心内涵。在数字时代,科技创新更是经济发展的加速引擎。高铁、神舟飞船、蛟龙号载人潜水器……这一张张中国名片背后,是一个个科技工作者不断奋斗,推动中国成为世界制造强国的励志故事,其后都离不开IT的赋能,离不开算力的支持。在“十四五”时期,联想集团将加速推动新IT赋能实体经济,以及科研、教育、生命科学、金融等方方面面,将企业发展融入国家发展战略中,为制造强国、质量强国、网络强国、数字中国建设贡献力量。

参考链接

《「国之重器」哪家强?日本Arm架构超算蝉联榜首,中国联想、浪潮数量领先》《超算并不神秘,研究生都可能用到!一文读懂超级计算机的应用、架构和软件基础知识》《航天梦背后的“联想精神”让航天品质触手可及》《联想超算20年:廿念不忘,必有回响》《人民网点赞联想超算全球第一,扒一扒超算究竟是干什么的?》联想集团(HKSE:)(ADR:LNVGY)是一家年收入3亿人民币的《财富》世界强公司,拥有63,名员工,业务遍及个市场。为实现“智能,为每一个可能”的公司愿景,我们开发创新技术,建设一个更加包容、值得信赖和可持续发展的数字化社会。联想集团致力于持续研究、设计与制造全球最完备的端到端智能设备与智能基础架构产品组合,引领和赋能智能化新时代的转型变革,为全球亿万消费者打造更好的体验和机遇,携手成就未来。欢迎访问联想集团官方网站
1
查看完整版本: 高性能计算机,数字时代的中国算力主张