CCF携手中科院聚首国家超算深圳中心,共论E级计算机发展

来源: | 发布时间:2019-10-08 00:33

[ 导读 ] 10月10日,由国家超级计算深圳中心、CCF深圳分部、CCF YOCSEF深圳分论坛举办的“E级机应用技术研讨会”在国家超算中心举行。邀请来自从事计算领域的学者和行业人员,分享E级超级计算机的研制进展和发展方向。

图片来自“123rf.com.cn”

2018年10月10日,由国家超级计算深圳中心、CCF深圳分部、CCF YOCSEF深圳分论坛举办“E级机应用技术研讨会”在国家超级计算深圳中心二楼报告厅举办。邀请来自从事计算领域的学者和行业人员,分享E级超级计算机的研制进展和未来计算的发展方向,共同探讨超级计算机性能优化和在疾病控制、计算电磁学、精准医疗、大数据、人工智能等领域的进展。作为重要媒体受邀参加。

据了解,国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心)隶属深圳市科技创新委员会的事业单位,中心配备曙光超级计算机系统、近千台四路机架式服务器、GPU服务器和超过20PB的存储,是深圳市建市以来由市政府投资最大的国家级重大科技基础设施中心。YOCSEF是由中国计算机学会(CCF)于1998年创建的系列性学术活动,总部设在北京,已在上海、杭州、长沙、成都、深圳等26个城市建立了分论坛,活动形式主要包括:专题论坛、学术报告会、学术评价、评奖、扶贫助教等。

高性能是计算机发展的火车头

超级计算机是一国科研实力的体现,功耗更低、性能更优、体积更小的超级计算机,已经成为全球竞争越来越激烈的高新技术领域。

今年6月份,超级计算机组织在美国正式公布了新一期全球超级计算机500强榜单。全球超算前五名分别为美国“Summit”、中国“神威·太湖之光”、美国“Sierra”、中国“天河二号”和日本“AI Bridging Cloud Infrastructure(ABCI)”。

据了解,美国“Summit”使用了4608个计算服务器,每个计算服务器中又包括两个22核的IBM Power9芯片和6个Nvidia Tesla V100 gpu,其浮点运算速度峰值达每秒20亿亿次(200PFlops),持续计算速度达到每秒12亿亿次运算速度。该系统具有超过10pb的内存,配以快速、高带宽的路径以实现有效的数据传输。

但是,中国的实力也不容小觑。榜单排名第二的神威太湖之光的具体研制历经两年,采用了申威众核处理器。单个处理器仅如SD存储卡那么大,但它所蕴藏的运算潜力却不亚于一块钻石。目前太湖之光的峰值运算速度达到每秒12.54亿亿次、持续计算速度达到每秒9.3亿亿次。

根据榜单,中国的高性能计算机数量已经增加到206台,美国的高性能计算机却从144台降低到124台。由此可见,中国在高性能计算应用方面的实力增长是十分迅速的。

交流会现场,中科院计算所并行软件实验室主任张玉泉根据榜单对国内外高性能计算机的发展现状,从总体性能、制造商、行业领域等方面进行了深入分析,并对未来E级计算机的研究计划进行了对比分析和展望。

E级计算可以说是众所瞩目的全球超算发展的下一代里程碑,外界估计其计算性能将达到神威太湖之光的8倍性能。各国也开始了新一轮的E级计算机的研发,除了追求更快的计算速度,E级计算的研发面临着"功耗墙"、"编程墙"、"存储墙"、"可靠性墙"几方面的挑战。

张玉泉介绍,美国历来重视超级计算机的研究及应用,并将E级计算上升为国家战略。美国能源部先后启动了ASC和ASCR计划,计划在2021年交付E级计算的原型系统,在次年提供能效比50GF/W的E级计算系统;日本在发布的AI超级计算机ABCI上,总共投入了1.73亿美元,峰值运算速度可达130PFlops;2017年3月,欧盟法德意大卢荷葡西等七国签署协议,投资10元用于建设E级超级计算机。此外,欧洲还计划开发一系列的百亿亿次级应用程序。

“三头并进,赛马机制”这八个字是张玉泉对中国部署E级超算机的形容。中国目前正在进行的E级超算项目有三个,分别是天河三号、神威E级和曙光E级。就在今年8月份,全部采用自主芯片研制的神威E级原型机系统已经通过课题验收,正式启用。

在研制期测试期间,E级原型计算机就已完成包括全球气候变化、生物医药仿真、大数据处理和人工智能等12个领域的35项重大计算任务。其中,22项应用具备扩展到E级计算机整机规模的能力,6项应用成功入围被称作超级计算应用领域“诺贝尔奖”的戈登贝尔奖。

高性能计算在抗感染性疾病研究中的应用

高性能计算在药物研发领域的应用是信息技术和生命科学交叉最典型的应用。

目前,国际各大制药企业均开始重视高性能计算在药物研发中的应用,采用自己组建高性能计算或者与高性能计算服务商及超级计算中心合作,解决创新药物研发进程缓慢的问题。

美国政府问责局指出,唯有计算药物设计,促进了新药研发的效率和速度,节约了研发成本。作为计算药物设计和计算生物学的加速器,高性能计算为创新药物研发提供了强大的动力来源。

中国科学院上海药物研究所研究员于坤千介绍到,高性能计算应用贯穿了创新药物研发的整个过程。它可应用于结合基因组学,发现疾病相关基因、模拟生物大分子动态行为,发现调控位点、进行个性化用药方案设计等方面。

其中,创新药物靶标发现是发现新药的源头和突破口,也是各种生物技术综合交叉应用的重要领域。由于人体生物系统的复杂性,针对人体生物网络的分析必须依赖高性能计算的发展。

上海药物所较早在国内与江南计算所等国内超级计算机研发机构合作开展利用国产超级计算机来进行大规模分子模拟和药物设计研究工作,早在我国九五计划期间就实现了数千核的并行计算。值得关注的是上海药物所与国防科大等合作,首次天河二号上实现百万核级虚拟筛选,最多一天可以筛选4千万化合物。



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