深圳超算——引領高性能計算應用

在大數據驅動下,以往主要以科學計算為主的高性能計算,正在走進我們的生活。週末約上三五好友去看的震撼大片、實時的天氣預報、人工智能、甚至醫療衛生、視頻分析……這些都與高性能計算緊密相聯。

什麼是高性能計算?

高性能計算(High performance computing,縮寫HPC) 指通常使用很多處理器(作為單個機器的一部分)或者某一集群中組織的幾臺計算機(作為單個計算資源操作)的計算系統和環境。

HPC高性能計算系統目前主流處理器是X86處理器,操作系統是linux 系統(包括Intel、AMD、NEC、Power、PowerPC、Sparc等),構建方式採用刀片系統。

深圳超算——引領高性能計算應用

曾經有人把普通計算機的運算比作成人走路,而把高性能計算機則比喻為計算機界的運載火箭。很形象的一個比喻,一句話就描述出高性能計算的超級計算速度。

高速運算使得高性能計算能在動漫渲染、物理化學、石油勘探、生命科學、氣象環境、大數據分析、人工智能等多個領域中發揮傲人的作用。隨著互聯網時代的發展,計算機日漸滲透人類的生活,高性能計算服務也成為了國家經濟發展的重要支點。

行業數據報告顯示,在2016年的全年,HPC服務器市場的全球工廠收入從2015年的107億美元上升到創紀錄的112億美元,比2003年的57億美元增長了近兩倍。而研究預測,HPC服務器市場將在2021年增長到148億美元,而整個HPC生態系統的市場在那一年將會超過300億美元的市場。

在龐大的數據報告面前,高性能計算地位顯而易見,同時也說明企業、科技單位、IT供應商對高性能計算的重視。作為深圳市受政府、企業重視的科技輸出單位,深圳超算應市場要求建成了強大的基礎設施,並部署了國內最多最全的高性能計算軟件,廣泛覆蓋了化學、生物、材料、工業仿真、流體計算、動漫渲染、氣象預報、大數據分析、人工智能等多個學科。

深圳超算——引領高性能計算應用

其實在深圳超算建立之初,中心設備利用率並不高,所以在很長的一段時間,如何更加靈活運用設備的計算能力和速度,助力科學研究和社會服務是深圳超算需要解決的問題。經過多年應用開發等統籌規劃,協調發展,深圳超算中心成為目前全國計算資源使用率最高的中心。

硬件和軟件“兩條腿”才能走得快、跨得遠。

在硬件方面,深圳超算中心配置最先進的並行調度與管理系統,相當於超級計算機中所有計算節點運行的“大腦”,自動監控計算任務的完成,及每一個計算節點的工作負載,指揮所有高性能計算節點協調工作,如同一支大型的樂隊演奏交響樂,準確流暢優美地完成計算任務。多臺計算機共同完成一個任務,速度快、效果好。

在軟件方面,深圳市政府用1億元資金為超算中心購置涵蓋化學計算、生物計算、工業仿真、動畫渲染、建築設計、氣象預報等領域的軟件平臺,使深圳超算成為軟件種類與數量最多的超算中心。

在科研方面為高等院校、科研機構和企事業單位等提供了良好的計算模擬平臺來進行科學研究,平均節約科研成本40%以上,縮短研發週期一半以上,全面提升了深圳乃至全國的科研水平。在民生方面協助深圳氣象部門開展氣象預報工作,陸續推出區域天氣預報、颱風預警路徑預報、地質災害及積澇預警等創新服務。還在動漫渲染方面加入大量高性能計算服務,通過強大的浮點計算能力,大大提升渲染速度與質量,減少製作成本,加快製作時間,確保作品能夠按期完成,成為電影高票房的“幕後推手”。

深圳超算——引領高性能計算應用

未來,深圳超算將繼續引領高性能計算機應用,結合國家發展戰略以及深圳市科技創新發展規劃的需要,中心將進行全面擴容升級。以2020年完成E級超級計算機落戶深圳為升級換代目標,合理安排過渡時期的擴容改造。擴容升級完成後,計算能力將提升1000倍,屆時將會為深圳乃至大灣區科技創新提供更有力的支持。


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