2018年是改革開放40週年，也正是改革開放、銳意創新成就了今天的深圳。作為首個以城市為單元的國家自主創新示範區，深圳多年來加強對創新載體的佈局，規劃設立多個重大科技基礎設施、基礎研究機構、諾貝爾獎科學家實驗室、國家重點實驗室、海外創新中心等，以此提升原始創新能力和基礎科研實力，努力攀登科學的高峰，奮力打造全球創新之都。黨的十九大報告中提出，要加快建設創新型國家，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。即日起，本報將推出系列報道，聚焦覆蓋國民經濟社會發展主要領域的創新載體。
國家超級計算深圳中心（以下簡稱“超算中心”）早在2009年獲批成立，目前中心配置國產曙光6000超級計算機系統，實測持續運算速度為1271萬億次/秒，2010年排名世界第二。中心基礎設施條件居全國各超算中心之首，被工信部評為全國首批5A級機房，近年來累計申請國內專利和知識產權36項，發表論文32篇，承擔國家和省市級科研項目37項。
目前，超算中心擁有的商業軟件種類與數量國內最多，現已成為國內計算資源利用率最高的超算中心，在圖形圖像、生物、海洋石油等科研和產業發展中做出了卓越的貢獻。中心創造性地將超級計算機應用於雲計算服務，集約化管理，政企用戶可以隨時按需購買和使用計算資源，從而避免過度建設，降低使用成本。
“超級大腦”運算猶如演奏交響
塘朗山下，大學群落中，安放著一臺神秘的超級計算機。它是深圳建市以來由市政府投資的最大國家級重大科技基礎設施，總投資12.3億元，配置國產“曙光6000”超級計算系統。
超級計算機安放在中心西側的機房大樓裡，24小時有人值班，20多人的專業技術團隊負責日常維護。
經過嚴格的身份檢查，記者被允許在工作人員的陪同下進入機房一探究竟。隔著機房的玻璃門，可以看到超級計算機的黑灰色機櫃，猶如整齊排列的披甲武士，上面佈滿高密度刀片主板。這就是超級計算的核心——主機系統。
中心市場銷售部副部長劉國罡：“主刀片區總共2560個計算節點，每個計算節點配備多核CPU處理器。世界超算組織實測運算速度為每秒1271萬億次，曾排名世界第二，雙精度浮點處理性能超過每秒2400萬億次。系統總內存容量232TB，存儲17.2PB。”
超級計算機如何不同於普通計算機來完成計算任務呢？
中心市場銷售部副部長劉國罡：“一臺計算機完成一個計算任務很好理解，多臺計算機共同完成一個任務，速度快、效果好，最大的問題就是並行配合問題。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。”
計算資源利用率全國居首
據瞭解，一臺超級計算機的生命週期通常只有5至10年，每年的運行維護費用上千萬元人民幣，有效利用超級計算機，就要求在計算機的可用期內，通過相關應用程序，最大程度發揮超級計算機的平臺優勢，為國家和地方經濟建設服務。
此類國家級超算中心在全國僅有6家，深圳超算是目前資源使用率最高的超算中心。深圳超算中心建立之初，設備利用率不高，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首先需要解決的問題。為此，超算中心堅持高性能計算應用軟件、高性能計算機系統和雲計算應用開發等統籌規劃、協調發展。
中心市場銷售部副部長劉國罡：“硬件和軟件“兩條腿”才能走得快、跨得遠。為了更好地發揮超級計算機硬件平臺，深圳市政府就用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，使中心成為軟件種類與數量最多的超算中心。”
科研方面，超算中心配備了齊全的科學計算軟件，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，贏得了科學研究工作者及產品研發工程師的信賴和讚譽，吸引了北大、清華、復旦、香港中文大學、中山大學以及中科院各研究院所等著名大學及科研機構成為中心科學計算的用戶。比如，超算中心與國內某石油企業通過精細化的勘探和更大規模的數據處理，石油及天然氣的探明率提高50%，大幅減少石油勘探投入。
民生方面，超算中心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。利用強大的運算能力使數值天氣預報的時空分辨率及更新頻率大大提升，模式運行效率由逐6小時加密到逐3小時，空間分辨率也將由4公里逐步加密到1公里左右，精度大幅的提升，被深圳氣象局稱為深圳“天氣大算盤”。
動漫渲染方面，《潛艇總動員3》、《熊出沒大電影》也是深圳超算中心的傑作。通過強大的浮點計算能力，大大提升渲染速度與質量，製作週期縮短了一半，成本降低至少70%，確保趕上賀歲檔期，成為電影高票房的“功臣”。
國內首創超級計算機應用於雲計算
國際權威雜誌《經濟學人》今年2月的文章指出，中國雲計算行業整體發展迅猛，雲計算產生於消費者服務，隨著這些服務的發展，它們將展現巨大的潛力。
事實上，超算中心在雲計算服務領域佈局較早而實現“領跑”。超算中心創造性地將超算資源應用於雲計算服務，使計算機資源既滿足高性能計算需求，又能提供強大的雲計算服務能力，獲得了2013年國家科技進步二等獎。
目前，超算中心聯合企業快速集成優秀產品搭建城市雲公共服務平臺，已形成教育雲、健康雲、工業雲、政務雲、警務雲、渲染雲、氣象雲、檔案雲、測試雲、招標雲、血液雲、備份雲、工程大數據雲以及電子賬單、應用商店的“十三雲一單一店”格局，使該平臺成為行業覆蓋面廣、服務功能齊全、用戶數量眾多的城市雲公共服務平臺。
據悉，超算中心擴容升級項目已通過深圳相關部門審批。預計在2018年上半年建設完成，此次擴容升級，將適當緩解深圳超算中心高性能計算和雲計算資源緊張的局面。
超算中心發展大事記
1、2009年5月，國家科技部批覆成立國家超級計算深圳中心（863計劃立項）;
2、2010年3月，超算中心建設工程全面開工;
3、2010年6月，世界超級計算組織實測運算速度為1271萬億次/秒，TOP500排名世界第二;
4、2011年11月，超算中心投入運行啟動儀式;
5、2012年6月，超算中心正式向社會提供高性能計算業務的商業服務;
6、2013年7月，超算中心正式向社會提供雲計算業務的商業服務;
7、2013年9月，教育雲上線服務;
8、2014年4月，健康雲上線運行;
9、2015年12月，完成IDC機房5A級資質認證;
10、2016年，計算資源嚴重不足，高性能計算科研機構用戶達1600個，雲計算公共服務平臺覆蓋深圳全市1500萬人口，機構用戶超過2.4萬家;
11、2016年，被深圳市納入的十三五規劃的超算中心E級機項目正在積極推進。
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