简  报

﹝2023﹞ 第十九期（总第790期）

中科院老科协办公室      2023年3月21日

“国之重器—超级计算系统”

中科院老科协地质地球分会组织收看科普论坛

　　三月十七日，中科院老科协地质地球所分会组织会员收看了中科院老科协主办的科普论坛：国之重器—超级计算系统。由清华大学教授郑纬民院士做报告。  

　　超级计算机是指能够执行一般个人计算机无法达到高速运算的计算机，规格与性能比个人计算机强大很多，它是具备超级计算能力和存储能力的计算机。在信息时代，我们的国民经济、国防、科技和人民生活与数据的贡献越来越紧密，数据需要计算、处理才能被使用。

　　超级计算机有三个特点：体积大、计算能力强和耗电大。其核心技术就是可以串行处理，也可以并行处理。

　　它的应用领域可以是弹道计算、核爆模拟、地质勘探和天气预报。

　　数值天气预报是自然灾害防控的重要技术支撑，数值预报要达到1KM超高分辨率和1小时快速更新。在北京2022年冬奥会期间，高山滑雪场场地布置了七条雪道，最大垂直落差可达900M。而海拔每下降100M，温度就会升高0.6度，除此之外，山地高低起伏，形态不一，使得风场分布极不均匀。为了提供安全的比赛条件，需要对山顶、半山腰、山脚下的天气状况，包括风向、风速和能见度，以及暴雪、大雾、低温等灾害性天气都能达到了如指掌。

　　再如地震资料处理。地震勘探是寻找石油天然气资源的最重要手段，它可以进行地震模拟，如地形与边界、破裂过程和地震波传播等。

　　在航空航天、核武器等方面的利用也有很大进展。

　　我国的天河一号（2010年）、天河二号（2013-2015年）、神威太湖之光（2016-2017年）超级计算机在世界排名榜首。我国“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”、“非线性大地震模拟”和“基于最优收缩路径的通用量子模拟器”荣获戈登贝尔奖。

　　目前，我国超算应用情况有：地震模拟，大气动力框架，相场模拟，海浪模拟，大气模拟和图计算框架等。AI（人工智能）计算机基于统计的人工智能技术的发展，在海量数据的支持下产生了一系列效果很好的模型。人工智能是当前中美科技竞争的重要领域。

　　人工智能的三类应用场景是图像监测、视频检索，如安防和医疗诊断，自动驾驶。博弈决策类，如交通规划。自然语言处理，如检索与推荐，智能入机接口。我国人工智能产业快速发展。在公安方面，主要用于视频监控、出入口控制、实体防护、违禁品安检、入侵报警等场景。在金融方面，主要用于风险评估、OCR、防欺诈等场景。在政府方面，主要用于智慧城市、智慧政务等，覆盖城管、市监、交通等6大领域，64类应用场景。而运营商主要用于人工智能云服务。

　　现在超算系统采取“东数西算”方式。也就是说数据在东部产生，如果计算机、存储器也在东部，那么电供不上，不利于碳达峰、碳中和。西部的优势是有土地资源、电力资源，计算机和存储器应建在西部。其组成由东部是数据汇集器，西部是存储系统、数据中心、HPC计算机和AI计算机，连接东部和西部的光纤电缆的城市直连网。

　　它可以带动许多产业链的发展，如土建工程、IT设备制造、信息通信、基础软件、绿色能源供给等。算力联网是加速数字经济的核心引擎。

　　适应人工智能“大算力+大模型+新应用”发展新形势，满足人工智能赋能区域特色经济发展的新需求，符合国家“双碳”目标新要求。

　　报告由张志林老局长主持。首先介绍郑纬民教授是中国工程院院士，清华大学计算机系教授，长期从事高性能计算机体系结构、并行算法和系统研究。在高性能存储系统领域，提出可扩展的存储系统结构及轻量并行的扩展机制，发展了存储系统扩展性理论与方法，率先研制出具有自主知识产权的国产网络存储系统；提出高容错纠删码轻量编码方法及数据快速自愈模型，拓展了存储可靠性的技术思路。在高性能计算机体系结构领域，在国内率先研制并成功应用集群架构高性能计算机。在大规模并行算法与应用方面，在国产神威太湖之光上研制的极大规模天气预报应用获得ACM在计算扩展性方面的Gordon Bell奖。曾获国家科技进步一等奖1项、二等奖2项、国家技术发明二等奖1 项，何梁何利科技进步奖，获得首届中国存储终身成就奖。

　　张志林老局长在报告后总结中说：郑纬民院士带我们走进了国之重器—超计算机系统，老师以生动、科学、直观的多个案例，让我们了解了超级计算机高性能计算领域。了解了在人民生活、国家经济、国防建设等等方面，越来越和超级计算息息相关。我们看到了科学家们为建立自强自立的科学强国，殚精竭虑、勇攀高峰，连续获得戈登贝尔奖，创建国之名片，为国增光，为国培育人才。我们看到了，国家的高瞻远瞩，系统部署，超级计算机系统提升的空间，人工智能产业的快速发展，“东数西算”等等，我们收获太丰盛了，由衷感谢老师。

　　收看这次科普论坛后，地质地球分会的会员们收获很大，对我国的超算系统的发展和应用范围有了深入了解。许多人机对话的电子产品已走进每家每户，现在有许多家庭已开始使用人工智能产品，如人机对话的扫地机器人，不仅家庭用，很多超市也用它来打扫卫生。马路上的人工智能监控，清晰又准确。

　　我国的超算系统非常先进，会员们表示：要感谢我国的科学家们！

图一.报告截图

图二.报告截图

图三.报告截图

图四.会员收看

图五.会后热议AI产品

（中科院老科协地质地球所分会供稿）