工程師正在進行全機規模試算之前的聯調，確保成千上萬個計算、存儲、管理節點能穩定可靠工作。

地圖導航推薦最優路徑，外賣平臺分配合適訂單給快遞小哥……這背后都離不開“算力”和“算法”的加持。

當今，“計算”已經深刻融入人們的生產生活。而超級計算機則是“計算”的頂級平臺，能夠高速、高效處理普通計算機無法處理的大量資料，是各國競相角逐的科技制高點，也是國家綜合科技實力的體現。我國的天河一號、天河二號、神威·太湖之光，都曾經登上過超級計算機世界500強排行榜的榜首。

超級計算機有何“超能力”，如何影響我們的生產生活？記者近日來到位于湖南長沙岳麓山國家大學科技城的國家超級計算長沙中心（以下簡稱“長沙超算中心”）實地探訪。

記者了解到，長沙是我國超級計算機的故鄉，我國第一臺超級計算機“銀河一號”、第一臺取得世界第一的超級計算機“天河一號”都誕生于此。

國家超級計算長沙中心“天河一號”超級計算機機房，藍色機柜整齊排列。

“0”和“1”背后的“超級使命”

9月20日，秋高氣爽。靜謐而靈秀的長沙岳麓山下，長沙超算中心掩映在萬山漸紅的楓葉之中。從山頂俯視，主樓天算臺形似數字“0”、研發樓形似數字“1”。

據介紹，長沙超算中心兩座大樓也分別以0號樓和1號樓命名，寓意深刻——“0”和“1”正是二進制的兩個基本符號。

國家超級計算長沙中心形似數字“0”的主樓天算臺。 （國家超級計算長沙中心 供圖）

相比大樓外的幽靜，長沙超算中心機房內部是另一番“激情澎湃”：藍色的機柜一字排開，機柜上LED燈不停閃爍——由數據和程序構建的數字世界里，可謂“萬馬奔騰”。

記者了解到，長沙超算中心目前使用的主要算力設備是由國防科技大學牽頭研發、湖南大學負責運營的“天河”系列超級計算機。

超級計算機有何與眾不同？面對記者的疑問，長沙超算中心總工程師唐卓侃侃而談：超級計算機的“超級”在于它的超級體量，以及由此帶來的計算速度，“超級計算機相當于一個超高密度的計算機集群。它由成千上萬臺計算節點高速并聯而成，每個并聯結構中都有獨立的高性能計算單元，從而形成強大的聚合計算能力。”

為便于記者理解，長沙超算中心副主任肖晟給記者打了個比方：假如每一個節點是一位戰士，超級計算機就是集團軍，將戰士們聚集起來，實現集團化作戰。普通計算機可計算的問題規模和超級計算機相比，就像一位戰士能完成的戰斗任務和整個集團軍能實現的戰役目標，有質的區別。

2010年，國家超級計算中心落戶長沙。當年11月，“天河一號”在超級計算機世界500強榜首第一次留下中國超算的名字，令世人刮目。此后，我國乘勢而上，“天河二號”“神威·太湖之光”相繼研制成功，并連續數次位列世界500強榜首。

“對一個國家來說，超級計算機是國之重器。”唐卓認為，發展超算關鍵要服務于國家需要，惠及民生、增進福祉，長沙超算中心大樓的“0”和“1”造型背后，彰顯著自己的“超級使命”。

目前，長沙超算中心的“天河一號”已服役達12年之久。記者探訪時，長沙超算中心工程師正在緊鑼密鼓進行設備調試、技術人員正在開展崗前培訓……新一代超級計算機即將“上崗”。據介紹，升級后的新一代機型，算力將是原機型的150倍，總算力將再一次處于國內領先水平、國際先進行列。

既可算天也可算地算人

清晨醒來后，打開手機，未來2小時的天氣情況一目了然；頭頂烈日，地質工作者正在向精準探測的潛在礦址進發……這些都與超算有著密不可分的關系。

長沙超算中心副主任彭紹亮說，這僅僅是超級計算機諸多應用場景的“冰山一角”。“天河”超算如今深刻影響并改變著我們的工作、學習和生活。

業內人士經常用六個字來概括超級計算機的“超能力”：算天、算地、算人。

算天——超級計算機可以將天氣預報的范圍縮小到公里、精確到小時；可以模擬出不同科學模型下宇宙的誕生演化；可以用“數值風洞”替代傳統風洞進行試驗，讓火箭、大飛機等航空航天設備的氣動外形設計實驗周期從一兩年縮至短短幾天……

算地——超級計算機已廣泛應用于油氣資源勘探、地質勘測、巨型工程建設等領域，有關單位曾通過長沙超算中心開展工程抗震安全研究，模擬計算時間從原本的500小時縮短為5小時。長沙超算中心還聯合搭建了建筑信息模型技術應用推廣服務平臺，支撐開展智慧城市建設，為道路設計施工、城市地下管網鋪設、地面樓宇橋梁等建筑的設計和施工圖審查、智慧交通、智慧城管、土地調查、礦山調查等提供24小時算力和平臺服務。2020年7月6日，湖南省石門縣雷家山發生特大型山體滑坡，瞬間塌方量達數百萬立方米，整個區域面目全非卻沒有造成人員傷亡，這其中就有長沙超算中心演算、預警的一份功勞。

算人——超級計算機在醫學、生物醫藥、基因測序等與人們生命健康密切相關的諸多領域也起著至關重要的作用。據介紹，長沙超算中心與中南大學湘雅醫院、華大基因共建的基因數據分析平臺，可以大幅縮短先天性遺傳疾病的篩查時間。以唐氏兒篩查為例，在超級計算機強大的算力加持下，計算時間可以壓縮至4小時內，準媽媽們上午做檢查，下午就能拿到檢測結果。

唐卓說，從湖南大學向東越過湘江不遠，就是“天河”誕生地——國防科技大學，兩地車程僅20分鐘。得益于兩個完整的技術團隊支撐，“天河”系列超級計算機的研制以及各種高性能應用軟件系統的開發，形成了較為完整的研發鏈條。

近年來，機械制造以及設計仿真產業都先后加入超級計算機的應用陣營中。長沙超算中心搭建的科研服務、產業服務和公共服務平臺近50個，累計為40個領域近2000個用戶提供約16億核時的高性能計算、大數據和人工智能等服務，牽頭或參與承擔重點研發計劃、科技專項等各類科技項目近1000項，為湖南“三高四新”戰略實施和數字湖南建設做出重要貢獻，以世界一流的超級計算能力，為驅動湖南新科技革命、新經濟發展、新基建建設、產業數字化和政府治理智能化發揮更大的支撐和推動作用。

超算助力科學有效防控疫情

湖南長沙是一座“網紅”城市，岳麓山、橘子洲、揚帆夜市、四方坪夜市……即便是暑期40攝氏度的高溫，依舊“全國有一半人都去長沙‘避暑’了”。

這里如何科學有效防控疫情？點開國家超級計算長沙中心網站，或許能找到答案。

網站首頁，“超算科技抗疫”欄目尤其引人注目。從精準篩查、核酸檢測，到心理健康測試，以及篩查、疏導、幫助疫情和復工復學中出現應激心理反應的人群，等等，諸多方面都有長沙超算中心的功勞。

“以一臺普通計算機的算力，單人密接與次密接人群篩查需要幾個月時間。”唐卓介紹，但有了超級計算機協助，對重點人群的行為軌跡進行實時統計和關聯計算，可在1秒完成單人流調查詢、1分鐘內完成單人密接人群篩查。“超算為查找、排查疑似病例等提供了有力支撐，搭建的疫情大數據應急監測平臺成功預警多起高風險地區人群輸入事件，有力支持了湖南全省快速科學控制突發疫情。”

科研團隊結合儀器測量和超算篩選的成果，在可視化報表平臺上解讀試驗結果，為藥物研發提供數據支撐。

據介紹，由國防科技大學系統工程學院平行仿真團隊與中南大學湘雅三醫院團隊、湖南大學國家超算長沙中心團隊攜手，在一線組建了科研攻關隊伍，將疫情數據與創新科技相結合，利用“虛擬戰場”開展仿真計算聯合科研攻關。研究人員根據城市人口地理模型，生成了一座“虛擬城市”，演化疫情傳播過程，對千萬級人口城市的病毒傳播風險和有效防控手段進行建模研究。

此外，超算長沙中心還基于區塊鏈和社交網絡大數據的疫情檢測和預警應用，聯合研發了人工智能預警可視化系統、非接觸式精準體溫測量和疫情監測系統等。

為幫扶企業快速復工復產、加快推進項目建設，湖南省住房和城鄉建設廳利用“互聯網+審圖”平臺組織全省23家審查機構全天候提供施工圖審查服務，為項目開工建設保駕護航，長沙超算中心等平臺提供24小時技術支撐，確保“互聯網+審圖”平臺在疫情防控期間運行順暢。

……

超算加持下，讓“用最小代價實現最大防控效果”成為現實。

“其實，我們每個人都擁有一個小型的‘超算中心’。”肖晟說，今天我們手上拿的手機，算力相當于上世紀90年代全球最快的超級計算機。如何用好今天的海量算力，為國家構建核心競爭力，為人們生活提升幸福指數，是當下的重要課題。“未來已來，當我們處在這個偉大的時代，在向時代致敬的同時，更要走好自己的未來之路。”

來源 中國紀檢監察報

編輯 王瓊

流程編輯 劉偉利