中国超算寄语：系统已经就绪 期待应用发力！

ZDNet至顶网服务器频道 4月16日 北京报道（文/赵效民）：由国家科技部指导，国际超级计算机大会组委会（ISC）-国际高性能计算咨询委员会（HPC-AC）与浪潮集团联合主办的“首届中国大学生超级计算机竞赛暨ISC12国际大学生超级计算机竞赛中国区预选赛”已经进入最后决赛阶段，4月17日，来自中国顶尖的6所大学的决赛队伍将正式对决，他们其中的胜者将代表中国，将在6月前往德国汉堡，参加ISC12国际大学生超级计算机竞赛的全球总决赛。由于在大学生身上寄托着一个国家科学与文明的前景，因此从某种角度上说，这次大学生超算（就本质上讲，超算与高性能计算的意思相同，但超算的追求更高，你可以理解为高性能计算里的高性能计算）大赛算也是对中国未来HPC系统设计与应用开发能力的一次小小的测试。而中国如此高规格的承办，也显示出了对于中国对未来超算发展的关注与方向的转变。

中国超算系统的发展，不可谓不快，尤其是在近5年前，中国超算系统越来越多的出现在了TOP500的榜单中，甚至天河一号A还获得了2010年下半期TOP500的第一名，着实为中国争尽了无限风采。但是不是因此能断定中国已经走在全球高性能计算（HPC）领域的前列，居领先地位呢？如果从硬件系统角度讲，基本上可以这么说，目前中国在HPC系统的组建方面的实力与经验，已经不输给发达国家，可如果将HPC应用与开发水平也算上，又会是怎样的情景呢？相信了解中国HPC产业的人士都心中有数，说其像中国GDP被13亿人平均一样，也不算过分。

为了借此机会进一步引发中国相关各界对HPC产业发展的重视。在大赛即将召开之际，四大超算中心发出了自己的声音——《四大超算中心北京倡议 打破中国超算“应用瓶颈”》，并与记者们共同就中国超算发展进行了探讨。这几大超算中心都各具特色，应该说能充分代表并阐述当前中国超算行业的观点，它们分别是：拥有中国最快超算系统的国家超级计算天津中心、采用全部国产处理器的国家超级计算济南中心、拥有中国高校中速度最快系统的清华大学超算中心、中国最早投入大规模商业运营的上海超算中心。

此外，现任国家863计划重点专项专家组组长，中国计算机学会理事钱德沛，以及本次大赛主办方之一，为大赛提供比赛设备的浪潮集团的高性能服务器产品部总经理刘军也亲临会场，分别从国家科学发展的整体战略角度，和中国HPC厂商的角度回答了记者们的问题。

问：中国现在的HPC系统性能很强，但应用一直是个大问题，现在这种状况怎么解决？短期内能不能解决？

上海超算中心主任奚自立：短期内解决难度比较大，在应用上加大关注度和投资以及各个方面支持，包括政策方面配套支持，这方面是非常关键的，经过五年，十年，二十年应用水平慢慢提高了，使得超级计算机整体能力可以进入世界前面。中国现在可以称得上是一个超算大国，但不是一个超算强国。所以我觉得距离中国计算机强国还比较远，举例说：中国造一个世界最高的楼，美国也可以造，日本也可以造，造了大楼你的应用跟上了吗？如果把这个大楼用尽你作为强国是可以的，但是应用跟不上，建了楼也没有用处。

上海超算中心主任奚自立:应用无法发挥真实性能 中国就称不上超算强国，我们中心现在的应用大都是并行规模较小的作业，当然我们中心的资源永远处于70%左右饱和的状态，但并没有用好用透，我们希望大规模的，利用上千核心的应用越来越多

记者：我想问一下钱德沛教授，“天河”在去年也获得了全世界最快的超算称号，包括日本的京突破了10千万亿次，欧洲提出了计划要在2020年建成百亿亿次超算计算机，这种第一对国家有什么意义？ 给人好像一种竞争关系？

863计划重点专项专家组组长钱德沛：关于竞赛，我不太愿意讲竞赛这个词，我们不要用冷战那种思维，像军队竞赛一样，高性能计算整个是造福人类，解决我们面临的各种问题，所以我们需要既有竞争也有合作，共同的解决人类面临共同的问题，他们也很同意这个看法，各个国家对目前的态势争取本国政府的支持，我们也说服中国的政府说服科技部注意这个领域，了解这个领域的重要性和持续的支持，当然外国也一样，也不代表军备竞赛，所以我觉得日本京计算机是有一点竞争的意味存在，在京出现之前日本曾经想做一台比“天河一号”更大的机器，那个时候日本人说你们现在是亚洲第一，但是我们现在很快就追上了，他们京还是比原计划提前推出。总的来说我们都不会过于的在意第一第二的排名，多关注一下应用比关注排名要有用的多。

863重点专项专家组组长钱德沛:超算竞争不是军备竞赛，要造福人类，多关注一下应用比关注排名要有用的多，在十二五期间我们的重点将会向应用层转移

记者：对于济南超算中心来说，采用全面国产化处理器的超算系统，应用方面能跟得上吗？的利用率处于怎样的水平呢？

济南中心主任顾卫东：济南的应用中心也叫通用CPU，但是和Intel的CPU相比确实 指令集不一样，神威蓝光使用的CPU是中国拥有自主知识产权的通用处理器，不是专用处理器，如果应用不涉及到底层指令集，在操作系统层面是可以做到通用化的。目前这款针对超级计算机专门优化的处理器也承接了很多问题，比如海洋环流，航空航天。我们的机器去年10月27号试运行，结合我们区域的特点，山东是两个，一个是“蓝色神威”蓝色海洋，还有我们主要是科技，金融风险分析，金融衍生品等方面，还有传统就是气象，可能有一些特色有些涉密的方案，要求在国产运行。

 国家超级计算济南中心主任顾卫东：自主的CPU系统不影响济南超算中心的使用率，目前可达60-70%

记者：这次比赛其实就是解决培养未来HPC系统设计与应用开发的人才，而清华大学在这两方面都有涉足，咱们清华大学在怎么看待中国超算应用开发的发展和未来清华大学做的哪些努力？

清华大学超算中心主任杨广文：高性能主要是需求比较大，作为清华大学特别是在各个学校交叉学科的需求是比较大，从98年清华投资建造云计算中心，基本上五年换一个新技术，现在我们是从去年浪潮两家合作，我们和天河不一样，168个T，首先是清华自己建，建还是从学科发展出发，提出来竞赛和关系，实际上现在看说超算它实际上把众多的CPU合起来，现在我们用的笔记本也好都是，小方面来说买一台机器也是小型的计算机，涉及到运行本身身材比较稀缺，这个主要原因我觉得目前来看我们应用基础或者应用的水平比较低主要的问题是属于计算机人才跟专业人才脱节，计算机人才实际上到目前为止都是由机器人做，但是课程不是很多，有计算机系统专业还是要开，但是很多还是没有这个课程。

清华大学高性能计算技术研究所所长杨广文：清华大学坚持依靠交叉学科推动超算应用发展

从这个角度看高性能计算机教育方面要加强一些，包括本科生，研究生，这次比赛实际上大学生，大学生比赛实际上在比赛之前接触的不多，通过这个事情通知了200个还是300个学校，最后参加的是27个学校，这方面还是需要加强的。那么对于清华来说，因为各个学校，各个超算中心的应用各不相同，清华实际上很大一部分作为科技研究和科技发展，我们机器已经花了5到6个月跟大气所合作提交了一份结果。另外像清华学科交叉学科研究，现在买一个都有，现在做的地球科学，生命科学，包括生物、医学，新药研制，还有材料，理论研究，实际上现在看高性能计算与传统学科的交叉都是很密切的，还有计算化学、计算物理这些计算最后都是高性能计算，现在高性能计算支持了很多学科的。

钱德沛：我补充一下，刚才杨主任讲的应用滞后的原因，首先是时间短，做什么事都是有时间，不是几天就能赶上世界先进，如果分析无非就是高性能计算是各学科交叉的，第二人才不够，就像中国足球一样，人才不够实际上很明显我们只要看一看大学有这个专业，开这个方面的专业的大学不多，特别是在危机出现了以后，80年代以后很多计算机的专业甚至把这个砍掉，人家觉得不好，甚至把这个课程去掉，实际上我觉得咱们国家原来搞计算的，数学还是挺强的，但是从现在大学来看这一块要么在数学系，我觉得人才不够，这是很大的问题。如果你的学生都不会用，他到工作场所还不会用，这次为什么竞赛我觉得有意义，这件事必须走教育，你人才不够这件事做不成。第三个我们整个软件体制存在问题。我不是说基础软件不重要，像大型的软件都是花钱买别人的，而且产业恩跟不上，加上盗版，所以更不愿意做了，这种事情这几种原因都制约了我们发展。这几年还是有一定的改善，在这方面有很大的改观，真正要让高性能计算普及还要从机制上改变，不要都是那么专的专家，通过服务的形式要终端的人使用高性能计算，这方面我们还有很多事情要做，863实际上后面有这个打算，我们把这个以服务为主，不是只是科学家应用。

记者：想了解目前“天河一号”的使用情况。现在的这几年云计算说得比较多，好多城市讲超算中心，实际上是一个浪费，没有必要建这个中心，目前应用不是很好的情况下您对这个事情怎么看？

天津中心副主任朱小谦：我先介绍一下天津超算，天津超算实际上从他建立指出对应用很重视，实际上天津超算从“天河一号”11月份发布，天津超算应用工作从2010年1月份已经开始了，这个原因也是充分认识到应用重要，所以在“天河一号”发布大系统发布之前我们先确定了100万亿次的小系统进行运用的培养，这样一个活动是非常有效的，我们通过11个月的应用的推广之后，我们也培养了一些用户，用户也熟悉了这个机器的环境，因为小系统和大系统运行没有很大的区别，技术上面的一些创新，一些改变对用户来说还是很大的。

国家超级计算天津中心副主任朱小谦：当时天河一号A部署时，机器未到，应用先行

“天河一号”A全系统发布以来，总的来说应用是不错的，目前大概有300多个注册的用户，也和50到60个用户签定计算服务，应用领域涵盖了高性能领域，新能源，新材料等，服务了一大批包括北京，天津，环渤海湾地区，像美国，新家坡等等，从整个的应用的范围来说包括机器的使用率来说应该说应用工作取得了一定的进程，但是在运行过程中我们感觉到确实发现了对这样一个大的系统我们希望有更多的规模来解决，这样一个方便他本身的问题是非常有用，同时机器也发挥最好的性能，这样的用户是很少量的，在基础科研水平能力这一块与先进的国家相比很够，这需要长期的发展，当然还有本身在软件技术、编程技术也有一些差异，所以至于与成千上万的应用上不去，但是实际上还是大量的同样存在需求的应用啊，特别是随着现在整个我们国家科研实力的增长，越来越多的企业和科研所他的科学研究，产品设计依托与高性能计算来提高自己的科研水平，所以这样的机器发挥效用创造了一个很大的机会。

记者：软件体制问题是一个大问题，有什么避开的方式？

钱德沛：买软件你没有只能买，在多核的环境下成本越来越高，就算卖给你，在千万亿次买不起，所以我们买几百个核也买不起，按核计算每一个核来算这一块对我们是很大的挑战。因为对方都是按照内核规模来计算软件价格。所以中国不应该依赖购买外国软件，我们应该自己开发。国外的软件也不是一天两天积累的，也是几十年积累的，从经济成本来讲，我们开发软件需要很长时间很大投入，但是这笔投入很明显是值得的。

记者：刚才谈到了很多研究的很多环节有一些脱节，作为国家级的项目，在未来的下一步战略有没有考虑，因为这些东西所有都是算超算中心独资完成的，在国际级层面上有没有具体的失效的措施来改变这种状况而不是做中期，长期的战略规划，我个人认为战略规划和落地实际上还有一些差距？

钱德沛：863计划从99年开始做一论超级计算机，到2006年开始做高性能计算机，十二五重大项目已经立项了，从这个名字看出来仍然是思路大的思路没变，我们强调的是三位一体的均衡发展，强调高性能计算发展了，强调好用如宜的发展，通过这样的系统促进应用取得成效，三位均衡发展是我们的思路。十二五有一些新的要求，领导要求你世界第一有没有可能，这种要求？但是我是觉得既使是有这样的要求还是从项目来看争取这三方面均衡发展，具体措施第一要加强因为你十一五应用总的项目发展花了9.4个亿，但是真正应用上很少，应用还不到1个亿，真正把国家含3支持一些大型的应用，通过这些应用提高程序开发的能力，所以我们想支持10个亿以上的大型应用软件，包括航空，核能，包括生物，包括材料，包括全球气候变化等这方面有10个亿等大型软件开发。

记者：作为中国的HPC系统厂商，浪潮对这个行业有什么看法和打算？

高性能服务器产品部总经理刘军：我们也是不断有体会，在和用户构建应用过程当中我们也看到用户用好，效率用的高，帮助他把这个应用做进一步的优化这个是应用更大的挑战，所以我们不光要把机器建起来，还要把机器用好，这种应用如何把最新的像CPU加速技术，怎么把新的技术结合起来，能够更好的释放出这个机器的能力，这是专门应用开发的团队，他们跟用户一起工作，帮助用户把做到一体化的优化，把这个机器应用好，这是我们一个做法。

这次浪潮为什么来做大学生的超算的竞赛呢？刚才几个专家也提到了，有这么一个过程，在应用开发过程当中，学习超算应用的人才，他的培养周期是比较长的，从他进来到能够工作有三年的时间，如果把这个人才培养时间能够超前一点，在大学阶段能够接触，把兴趣学习应用好超算技术和手段，在整体后续的开发的过程中起到很好的作用。

浪潮集团高性能服务器产品部总经理刘军：相比卖硬件，浪潮更在乎应用开发

这次在超算竞赛组织过程当中我们也非常高兴得看到到报名参加的学校非常踊跃，都是重点的学校，他们交上的预算方案都是超出了我们的想象，这是最重要的他们的职业计划，学生的对超算的兴趣是最好的老师，这个兴趣驱动他在我们很多队伍没日没夜的实验室里熬夜做这个事情，这是我的体会。

记者：咱们在这几个超算中心是非营利组织，在国外有没有见到这种成功的超算中心市场化的案例？

钱德沛：不能说整个超算都将走向市场化，因为很大一部分是国家战略主导的超算中心，国家并非要求它们盈利。在欧洲和美国，从业人员在辩论，一种观点是超算中心应该由国家买单，另外一种是由用户买单。但是他们做了一些成功的尝试，去年夏天我们到德国，德国的斯图加特超算中心建得很好，他跟其他很多大公司有合作，特别是和 博世、保时捷等伺合作，他们共同建立一个公司，专门支持工业应用，这个公司向他的超算中心买技术，不同的是保时捷加3%的资金完成交易。增加一点预算，目的为了使超算硬件资源得到更好的应用，它们走了这一步实际上是市场化的机制，这就是成功的产业化案例。

记者：这两年云计算、物联网很热，它们和超算是什么关系。再一个问题是地方政府也建超算中心，你们觉得怎么样？

钱德沛：首先政府把云计算放在战略信息里面，但是我是觉得云计算超算有一定的关系。我们这样来理解它们的关系：云计算需要超算资源来做它的资源，但是超级计算也需要云计算应用模式来体现，这一点上是相互促进的作用，但是我们也要避免另外一个极端。那就是完全偏向云计算模式，因为云计算应该更多的用更便宜，功耗更低的，我是觉得不一定要用这么高端的机器做云计算。

针对目前各个地方政府建超算中心，首先我认为是一个好事，至少超级计算机这个事情大家重视了，总比没有人理好，但是从合理的角度讲，目前的千万亿次或者几年以后的十万万亿次不多，美国 总共不过五六个。这个层次我觉得的每个地方政府有两个最多三个差不多了，已经到头了。但是我觉得如果地方政府真的要做的话，能够结合云计算把真正高性能计算做出来一定要用这么大的机器，用户也很好用，如果真的地方政府把这件事情不是作为一个科技园区搞一个开发区的做法，而是真正作为一个产业化运作能够市场上给人家提供服务，这就是很好的。

通过深入的交谈，我们能明显感觉到中国超算中心对于高水平、大规模应用的渴望，就好像一个超级跑车希望能有一条高品质赛道让其能一展身手。从系统平台本身来讲，中国的实力有目共睹，无论出发点如何，就最终的系统能力来讲，已经跻身于世界前列，然而它就像是一辆放在山区土路上的F1赛车，还没有最大限度的释放出应有的实际能量。综合这些背景，也就能体现出本次中国大学超算比赛的意义，我们衷心的希望今天的大赛能成为一束“星火”，并最以燎原之势推动未来中国HPC事业的发展。最后让我们期待6月来自德国汉堡的捷报！