《三體》里的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

在科幻鉅作《三體》裡,劉慈欣有這麼一段描述:

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

每秒500萬億次浮點運算的計算機,出現在“面壁計劃”裡。這是第二位面壁者雷迪亞茲看到的人類最強的計算力,用於頂尖的核爆模擬。

簡單科普一下:浮點運算大概可以理解成對小數進行計算,是非常精細的運算模式。一般的應用場景例如剁手、約妹子等等程序背後的計算只用到少量的浮點運算,而真正的科學計算往往需要進行大量複雜的浮點運算。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

你可能不知道的是,就在2008年,這部《三體II:黑暗森林》出版前的幾個月,雷迪亞茲所使用的人類最快計算機,已經被當年的藍色基因超級計算機超越,實測已經達到了每秒478萬次浮點運算,峰值更是達到了596.4萬億次浮點計算。

下面這張圖表,記錄了從1942年到2013年,全人類超算的頂級速度,來感受一下:

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

每年全世界最快的Top500超算的計算力幾乎比之前翻倍或者是之前的三倍,全面超越了摩爾定律。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

現在世界上已知的最強計算機“神威·太湖之光”運算速度有多快呢?

它的速度達到了每秒9.3億億次浮點運算,是《三體》中所描述的計算機的整整186倍。科幻已經跟不上現代科技發展的速度了。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

還記得在二戰中最著名的英格瑪密碼機嗎?偉大的計算機之父阿蘭·圖靈率領一眾數學家破譯了三四年才取得成功,而使用神威·太湖之光來破譯,大概只需要半秒鐘。

你每天的衣食住行 背後都有超算

其實,超算只是對“神威·太湖之光”們的稱呼,而超算所做的事情,叫做高性能計算。

那麼我們在什麼領域會需要高性能計算呢?

比如模擬核反應堆的鏈式反應,裂變後會影響周圍的原子,研究鏈式反應最深層的規律就需要指數級增長的計算能力。

又比如天氣預報,即通過計算每一個點的雲層和氣流運動軌跡推導未來天氣的走向。雖然實際預測的精度很難達到80%以上,但是,你一定能感覺到,現在的天氣預測已經比你小時候準確得多,不是因為有了蕭敬騰,而是我們現在的計算能力大幅提高了。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

用計算機預測雲團的走向

還記得《阿凡達》嗎?這部電影裡的特效場景比例達到了70%。自從阿凡達之後,特效已經成為了電影的標配,甚至兩個演員在綠布前就可以完成一部高質量的太空科幻電影……

支撐這些特效的,需要強大的渲染能力。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

2016年上映的國產動畫神作《小門神》,就是追光動畫使用阿里雲的高性能計算集群,用了

2000臺機器渲染出來的。

除此之外,高性能計算還可以進行天體物理計算、地震預測、材料科學計算、基因組測序、交通分析、人類組織系統研究等等等等。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?

通過計算進行地震模擬

超算這麼厲害,但是不是人人都能用得到呢?很多高校科研團隊在開展研究的時候發現,最大的問題是計算資源不夠,每個超算中心非常擁擠,各個研究團隊要排隊使用。


其實我們每個人都可以用到超算

對於我們普通人來說,也可以用上超算嗎?

答案是:YES!

看看滿街的共享單車共享汽車共享充電寶共享睡眠倉,你有沒有想到神馬?對啦,共享超算!當然,這不是筆者發明的……共享超算還有另一個名字:雲計算!(還是熟悉的味道)

與只依賴CPU的通用計算不同,高性能計算更多站在異構計算的肩膀上,阿里雲的異構計算產品家族提供多場景、高可用的高性能計算產品,最高可提供每秒75萬億次的算力,劉慈欣老師在《三體》裡想象的每秒500萬億次的超算,只需要七臺頂配的阿里雲GPU實例就夠了。

依託超高的計算能力和大規模並行計算的優勢,阿里雲異構計算還為人工智能打開了一扇窗:隨著深度學習對人工智能的巨大推動,深度學習所構建的多層神經網絡模型的參數空間已從百萬級上升到百億級,這對計算能力提出了新的挑戰。

9月12日,阿里雲異構計算產品家族將首次集體亮相,揭開人工智能快速發展背後計算引擎的秘密,敬請期待。

《三體》裡的超級計算機,我們今天能造出來嗎?


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