探访黄河流域“最强大脑”——济南超算中心

【环球时报赴济南特派记者 单劼 环球时报特约记者 王聪】编者的话：国家超级计算济南中心（以下简称“济南超算”）是我国完全采用自主处理器研制的千万亿次超级计算机“神威·蓝光”的诞生地，也是我国超算领域的“领头羊”之一。近年来，尽管面临西方技术封锁、新冠肺炎疫情等影响，但济南超算仍不断取得突破，在经济民生、科研等许多领域发挥强大作用，并致力于在整个黄河流域高质量发展中担当“最强大脑”角色。超级计算机究竟长什么样，已经胜任了什么样的工作？我国的超算发展如何寻求自主创新，突破封锁？带着这些疑问，近日《环球时报》记者走进济南超算一探究竟。

“国之重器”担负多重使命

2019年投入运营的济南超算科技园是全球首个以“超算”为主题的科技园，济南超算就位于园区中心造型独特的巨大圆形建筑中。在济南超算入口处，巨型屏幕上赫然列出的“超级计算，智创未来”标语令人肃然起敬，折射出济南超算对于自身的定位，并传达着发挥超算能力开创智慧未来的美好愿景。

跟随工作人员前往机房区域，《环球时报》记者终于可以见到超级计算机真面目的“冰山一角”——数千台一人高的主机整齐且安静地陈列在玻璃之后，相互串联；在机身上印有深蓝色的涂装，上面写着“山河”二字。

据介绍，这便是2021年在济南超算建成的新一代“山河”超级计算平台，其综合算力处于国际前列。日前在德国汉堡举行的国际超算组织2022高性能计算大会上，“山河”一举登顶针对10节点存储系统性能进行排名的IO500榜单，且大幅刷新了该榜单历史最好成绩。

济南超算副主任、济南超级计算技术研究院院长潘景山对《环球时报》记者介绍，“山河”是济南超算发展历程中又一个“神器”。2011年，经国家科技部批准，济南超算成立，当年就建成国内首台完全自主CPU构建的千万亿次超级计算机——“神威·蓝光”。2018 年建成神威E级计算原型机，首次实现了核心器件完全国产化。2022年济南超算建成“神威·蓝光”第二代产品——“神威·蓝光II”，使计算能力整整提升14倍，并实现超级计算领域核心技术完全自主可控，推动超算从科研走向产业，引领世界超算产业发展进入2.0时代。

穿过机房，《环球时报》记者来到一个拥有巨型主控屏幕的大厅。一位工作人员正在向来访的附近高校师生介绍国家生态环境监测大数据超算云平台建设及运行情况。该平台可以对全国的空气质量进行预测和预报，于2021年3月启用，包含1.4万多个运算核心，全天候运行。据潘景山介绍，目前济南超算还在与中国生态环境监测总站合作进行全国碳排放的预测，这不仅将助力我国实现“双碳”目标，也能在未来的国际碳交易博弈中维护我国的权益。

超算领域需要更多交叉学科人才

中国超算从受制于人到世界领先，是几代科研人员共同努力奋斗的成果，1983年成功研发了中国第一台运算力为亿次级的超级计算机——“银河一号”。有了“银河一号”的经验，我国超算事业逐渐得到快速发展。

近十年，中国超算迎来了高速发展。依托中国庞大的用户群体、齐全的产业链和积极开放的态度，中国超算见证了指数级的发展。“中国超算与世界超算的发展格局是一致的，而这比摩尔定律还要超前。”潘景山说。摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登·摩尔提出的，根据该定律，大约每隔一年半，芯片的性能会提高一倍。对于超级计算机，则是每10年性能可以提升1000倍。

济南超算的超级计算机在一次次升级改造过程中占地面积越来越小，能耗与成本逐渐降低，整体性能与计算能力却日益提高。超级计算机从核心器件到系统软件，全部实现了自主研发，具有完全自主知识产权，实现了超级计算领域核心技术的完全自主可控。

不过在实际工作中，潘景山感到，超算领域还需加强交叉学科的人才培养。“计算机的迭代速度太快了，我们需要更多的年轻人才来担任决策者、适应新思想、学习新知识。”

助力黄河流域算力圈构建

近年来，黄河流域生态保护和高质量发展上升为重大国家战略，向区域和地方发展提出了新要求，同时也为区域高质量发展提供了前所未有的机遇。潘景山介绍说，济南超算将在这一进程中担当起“最强大脑”的角色。

为满足黄河流域高质量发展对海量算力的迫切需求，济南超算提出了构建黄河流域算力圈的整体规划。据了解，黄河流域的4个国家级超算中心（西安、太原、郑州、济南）和3个国家级算力枢纽（内蒙古和林格尔、宁夏中卫、甘肃庆阳）将在未来实现算力互联，衔接京津冀算力枢纽和长三角算力枢纽，构建5毫秒一体化算力算网融合平台。这一行动将支撑国家超算互联网和一体化大数据中心建设，服务“东数西算”和黄河流域生态保护与高质量发展重大国家战略。

“该布局不仅仅是利用了西部更便宜的水电资源，更将有力带动西部内陆省份的发展进步。”潘景山说。

据《环球时报》记者了解，目前济南超算已依托正在运行的国家生态环境监测大数据超算云中心，积极构建多维多源的数据共享服务平台，为防洪减灾、生态环保治理、国土空间规划、农业播种、黄河三角洲湿地治理、水利工程修复、居民迁建等领域提供数据支撑，建设面向黄河流域的大数据开放创新公共服务基础设施平台和算力互联网。未来，济南超算将更加深度地赋能黄河流域生态保护和高质量发展。

在国际上“绝对是第一梯队”

在2022年TOP500最新超算榜单中，中国共有162台超级计算机上榜，上榜数量位居第一。但在计算机性能方面，中国的超级计算机并没有占据鳌头。隶属于美国能源部的橡树岭国家实验室的最新超级计算机“前沿”位列第一，由富士通与日本理化学研究所共同研发的“富岳”排名第二。在前十中，国家超级计算无锡中心的“神威·太湖之光”和广州中心的“天河二号”分列第七和第十。

中国这两台超级计算机此前曾多次登顶TOP500榜单，外界有人猜测中国最近几年为什么没有性能更优秀的超级计算机进入榜单最前列，中国的超算目前水平如何？

“绝对是第一梯队，”潘景山说，“现在国际超算领域的竞争点是性能和应用水平。十年前或许我们还在跟跑，现在已经处于领跑阶段。”

2022年济南超算建成的“神威·蓝光II”是“神威·蓝光”第二代产品，不过现在的中国超算已经不以国际排名“论英雄”，而是更多地关注超算在现实中的应用，打造中国的超算应用生态，这也是济南超算的特色和重点工作之一。据介绍，目前济南超算国产化软件并行优化、移植优化人员团队近200人，已经移植了1300多款常用计算软件，济南超算过去、现在、未来始终坚持打造国产化的超算生态，与基础数学库研究、工程仿真算法的研发、并行优化技术研究等领域的国内高校、科研院所、高新技术企业展开合作，促进我国超级计算机技术和应用的高速发展。

同时，在复杂的国际局势下，中国超算也面临着新的挑战。但这并不意味着中国超算的发展就会陷入停滞。事实上，中国超算正在各方面寻求突破。潘景山介绍称，突破封锁的关键是在多个方面发力。首先，基础芯片方面需要整个国家的协同突破。其次，在基础软件方面，中国庞大的工程毕业生人才将带来红利，这有助于解决软件上的一些“卡脖子”问题。另外，要打造中国的超算生态，就必须先占住制高点，再覆盖其他领域进行赋能。“中国超算首先要定位国家公益性的公共支撑平台、国家大科学装置，必须由国家引领，做好顶层设计。”潘景山说。

外交部发言人赵立坚曾在记者会上表示:“美国在超级计算机领域对中国实施技术封锁由来已久，但中国超级计算机依然凭借自主创新跃居全球领先地位。美国的遏制打压阻挡不了中国科技进步发展的步伐，只会更加坚定中国自主创新的决心和意志。”