當(dāng)前,信息技術(shù)與多領(lǐng)域融合正引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代,大量企業(yè)、機(jī)構(gòu)都渴望擁抱以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的科技浪潮。但海量數(shù)據(jù)計算、存儲能力不足日益成為阻礙“互聯(lián)網(wǎng)+”深化發(fā)展的絆腳石。目前廣州“天河二號”已實(shí)現(xiàn)了世界最快超算“六連冠”,并建設(shè)了數(shù)字制造等6個云超算平臺,為區(qū)域創(chuàng)新以及智能制造、生物醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展提供了重要支撐。加快“天河二號”的應(yīng)用,進(jìn)一步發(fā)揮其在解決重大理論問題、科技進(jìn)步問題、推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展上等方面的支撐作用,對廣東加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
廣州“天河二號”超級計算機(jī)的應(yīng)用模式研究
2016-02-22 15:02 來源: 中國電子政務(wù)網(wǎng) 查看: 次 分享11
當(dāng)前,信息技術(shù)與多領(lǐng)域融合正引發(fā)新一輪產(chǎn)業(yè)革命。廣州市委、市政府審時度勢,于2011年成功申報了國家超算中心項目,并大力推動超級計算機(jī)“天河二號”落戶廣州。目前廣州超算中心已成為廣東最大的高科技基礎(chǔ)設(shè)施,“天河二號”實(shí)現(xiàn)了世界最快超算“六連冠”,并建設(shè)了數(shù)字制造等6個云超算平臺,為區(qū)域創(chuàng)新以及智能制造、生物醫(yī)療等新興產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展發(fā)揮了重要作用,逐漸成為廣東科技創(chuàng)新的新引擎。廣東部分支柱傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展疲態(tài)漸顯,先進(jìn)裝備制造等新增長點(diǎn)正在孕育但規(guī)模尚不夠壯大。在新舊增長動力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時刻,應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮“天河二號”的支撐帶動作用,助高端裝備制造、生物醫(yī)療、新材料、新能源等新興產(chǎn)業(yè)和“互聯(lián)網(wǎng)+”新業(yè)態(tài)實(shí)現(xiàn)“超速度”發(fā)展。
超級計算機(jī)具有廣闊的應(yīng)用前景
超級計算機(jī)集高性能計算、大數(shù)據(jù)分析和云計算于一體,是當(dāng)今全球國家創(chuàng)新體系的重要組成部分和世界各國爭奪的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。以超級計算機(jī)為支撐的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正加速向各個領(lǐng)域滲透。
(一)超級計算機(jī)是基礎(chǔ)科學(xué)創(chuàng)新和重大技術(shù)攻關(guān)的重要手段。超級計算機(jī)是物理、化學(xué)、新材料等原始理論創(chuàng)新的主要研究平臺,更是微觀粒子等基礎(chǔ)科學(xué)研究的唯一平臺。美日等國利用超級計算機(jī)在超材料、基因工程、新能源等眾多領(lǐng)域已取得了大量科技突破,科研成果在眾多新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。我國的載人航天、“兩彈一星”等科技進(jìn)步也離不開超算的支持。
(二)超級計算機(jī)是“加速”企業(yè)科技創(chuàng)新的重要工具。超級計算機(jī)是使“互聯(lián)網(wǎng)+”動力更充足的新引擎,是企業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、提高生產(chǎn)率和競爭力的重要工具。據(jù)《美國國家科學(xué)院工程技術(shù)委員會報告》統(tǒng)計,與普通計算機(jī)應(yīng)用相比,使用超級計算機(jī)可顯著加快生產(chǎn)速度和提高經(jīng)濟(jì)效益,助企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品研發(fā)周期縮短30%-60%,工程成本降低13%-30%,產(chǎn)品產(chǎn)出率增加25%等。
(三)超級計算機(jī)是吸引高端產(chǎn)業(yè)和優(yōu)秀人才集聚的重要平臺。超級計算機(jī)有較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)支撐、功能承載和創(chuàng)新引領(lǐng)能力,能吸引高端產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新資源集聚。天津的“天河一號”比廣州的“天河二號”早4年研制成功,天津市依托“天河一號”已吸引了一大批云計算、智能裝備、影視制作等企業(yè)落戶超算中心周邊,聚集了大量高端科技領(lǐng)軍人才,生物醫(yī)藥國際創(chuàng)新園、國家新媒體產(chǎn)業(yè)園等眾多園區(qū)相繼崛起。目前“天河一號”所在的天津?yàn)I海新區(qū)已成為京津冀地區(qū)自主創(chuàng)新和高新技術(shù)研發(fā)的高地之一。
“天河二號”超級計算機(jī)的“6+X”應(yīng)用模式分析
廣州超算中心圍繞產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級需要,以“天河二號”超級計算機(jī)為依托,大力促進(jìn)高性能計算、大數(shù)據(jù)和云計算應(yīng)用與多學(xué)科、多領(lǐng)域的深度融合及應(yīng)用轉(zhuǎn)化,逐步形成了超算應(yīng)用的“6+X”模式,即六大應(yīng)用服務(wù)平臺+不斷拓展的科技服務(wù),為解決廣東基礎(chǔ)科技創(chuàng)新和重大技術(shù)攻關(guān)提供了重要抓手,助推“互聯(lián)網(wǎng)+”新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)加速發(fā)展。
(一)以“裝備的全數(shù)字設(shè)計與制造平臺”加速高端裝備制造等產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。廣州超算中心通過該平臺為用戶提供產(chǎn)品設(shè)計、加工和裝配等全生命周期仿真支持,助裝備制造將從數(shù)字制造轉(zhuǎn)變?yōu)橐劳懈咝阅苡嬎恪⒋髷?shù)據(jù)、云服務(wù)協(xié)同運(yùn)行的更智能化制造;目前已支撐了商用大飛機(jī)、高鐵、新型汽車等研發(fā)。其中中國商用飛機(jī)設(shè)計公司通過廣州“天河二號”開展飛機(jī)氣動設(shè)計,計算6天即完成普通計算平臺2年的工作量,并在國際上首次實(shí)現(xiàn)了全機(jī)復(fù)雜構(gòu)型高精度數(shù)值模擬,為高端工程研制提供了關(guān)鍵的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)。目前,基于“天河二號”平臺,廣船、廣汽等行業(yè)龍頭企業(yè)組建了數(shù)字制造協(xié)同創(chuàng)新中心,廣州光機(jī)電研究所等組建了3D打印云制造創(chuàng)新服務(wù)平臺,共同推動廣東制造技術(shù)的協(xié)同創(chuàng)新。
(二)以“生物計算與個性化醫(yī)療平臺”推動醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)變革。廣州超算中心該平臺可使基因大規(guī)模系統(tǒng)建模等復(fù)雜研究成為可能,使醫(yī)療與基因工程更加集成化、個性化,加速精準(zhǔn)醫(yī)療、健康大數(shù)據(jù)、可穿戴設(shè)備等新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如華大基因公司通過廣州“天河二號”進(jìn)行全基因組信息分析,3小時內(nèi)即完成普通計算機(jī)處理1年的工作量,大大提高了服務(wù)質(zhì)量與效率;并構(gòu)建了面向產(chǎn)前檢查的完整產(chǎn)業(yè)鏈,開展了百萬人基因測序,推動現(xiàn)代醫(yī)療向精準(zhǔn)醫(yī)療變革。該平臺助中科院上海藥研所完成了600多個各類藥物的體內(nèi)外活性測試評價,為治療惡性腫瘤、乙肝、糖尿病等重大疑難疾病提供了寶貴的藥物先導(dǎo)化合物。
(三)以“能源及相關(guān)技術(shù)數(shù)字化設(shè)計平臺”開啟“互聯(lián)網(wǎng)+能源”新時代。廣州超算中心該平臺可解決能源生產(chǎn)、儲存和利用中材料、裝置、工藝等的研發(fā)與安全評估等問題。如遠(yuǎn)景能源公司在該平臺開發(fā)了尋找風(fēng)能的格林威治云平臺,用戶通過手機(jī)接入該云平臺,2小時內(nèi)即可選定風(fēng)機(jī)的精確地址。該云平臺改變了傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)需翻山越嶺、耗費(fèi)大量人力物力的宏觀選址模式,通過超級計算機(jī)和地理大數(shù)據(jù)應(yīng)用,助客戶更便捷、更精準(zhǔn)地找到資源,使項目實(shí)際投資收益提升20%以上。目前遠(yuǎn)景能源公司已經(jīng)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)。
(四)以“城市云服務(wù)平臺”推動智慧城市建設(shè)。廣州超算中心該平臺可為智慧城市建設(shè)提供高效可靠的服務(wù)。目前廣州“天河二號”已適配廣州市電子政務(wù)數(shù)據(jù)管理、云盤存儲等系統(tǒng),電子政務(wù)、電子醫(yī)療、電子災(zāi)害預(yù)報等業(yè)務(wù)都在該平臺上實(shí)現(xiàn)。同時,該平臺還可進(jìn)行銀行、保險、證券等行業(yè)的大數(shù)據(jù)儲存、快速分析等。如陜西省高性能研究中心依托“天河二號”實(shí)現(xiàn)了千萬級投資組合的多維度市場風(fēng)險分鐘級準(zhǔn)實(shí)時計量,為我國金融機(jī)構(gòu)增強(qiáng)風(fēng)險敏感性、提升資金精細(xì)化管理能力提供新途徑。
(五)以“材料科學(xué)與工程計算應(yīng)用服務(wù)平臺”助推新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃興起。廣州超算中心該平臺可助企業(yè)依托計算模擬在極短時間內(nèi)對材料進(jìn)行納觀、微觀、介觀、宏觀尺度等多層次研究,從大量化合物中快速找到理想材料,并在模擬的極端環(huán)境下測試新材料性能。目前已支持中科院等在材料科學(xué)研究上取得突破。隨著超級計算的應(yīng)用加強(qiáng),廣東的材料設(shè)計將迎來黃金(1223.20, -3.10, -0.25%)時代。
(六)以“天文地球科學(xué)與環(huán)境工程平臺”加快地理、物理等基礎(chǔ)科研創(chuàng)新。廣州超算中心該平臺可為客戶提供地質(zhì)、海洋等環(huán)境活動及宇宙粒子演化等模擬研究,并對泥石流、臺風(fēng)等災(zāi)害天氣進(jìn)行快速預(yù)警。北師大[微博]科研團(tuán)隊利用該平臺率先在國際上完成了3萬億粒子數(shù)的中微子模擬。德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)等團(tuán)隊利用廣州“天河二號”模擬再現(xiàn)了1992年美國蘭德斯地震波傳播過程,在研究地質(zhì)災(zāi)害機(jī)理和地震預(yù)報方面取得新突破。
(七)拓展“互聯(lián)網(wǎng)+”新業(yè)態(tài)新領(lǐng)域應(yīng)用,加速更多新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。廣州“天河二號”可顯著提升動漫和3D電影制作速度,目前已為華強(qiáng)、奧飛、酷卡等企業(yè)提供快速渲染支持??赏ㄟ^數(shù)字虛擬孕育“互聯(lián)網(wǎng)+”新業(yè)態(tài),開發(fā)虛擬試衣、模擬試駕等應(yīng)用項目。創(chuàng)業(yè)者可通過互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新使用“天河二號”進(jìn)行材料加工、軟件設(shè)計、動漫渲染等多種應(yīng)用,一個人可代替多人在短時間內(nèi)完成一部機(jī)器、動畫片等設(shè)計制作。
“天河二號”應(yīng)用的現(xiàn)存問題及政策建議
廣州超算中心“天河二號”雖在技術(shù)方面已獲得全球最快“六連冠”,但在應(yīng)用方面目前存在一些瓶頸,如應(yīng)用市場處于初級階段,大量對高性能計算有需求的企業(yè)對超級計算機(jī)“不了解”;應(yīng)用軟件研發(fā)不足,部分行業(yè)領(lǐng)域“用不了”;超算人才匱乏,部分企業(yè)“不會用”等。因而目前廣州“天河二號”的利用率遠(yuǎn)低于天津“天河一號”,且應(yīng)用范圍較狹窄,支撐區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和吸引高端產(chǎn)業(yè)集聚的潛能亟待釋放。新常態(tài)下,廣東正處于新舊產(chǎn)業(yè)更替、新舊增長動力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵階段,省直有關(guān)部門和各級政府應(yīng)高度重視廣州超算中心“天河二號”的輻射帶動作用,加快應(yīng)用推廣,助推廣東先進(jìn)制造業(yè)、高端服務(wù)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“超速度”發(fā)展,培育新的經(jīng)濟(jì)增長極。
(一)要加快全省超級計算機(jī)市場的培育。一是圍繞廣州超算中心6大平臺定期組織各行業(yè)、各領(lǐng)域的合作交流會,加強(qiáng)廣州超算中心與全省各地企業(yè)的業(yè)務(wù)對接。二是建議有條件的地級市引進(jìn)建設(shè)一批超算應(yīng)用示范項目,發(fā)揮示范帶動效應(yīng),吸引更多企業(yè)運(yùn)用廣州“天河二號”。三是推廣廣州市在“天河二號”上建設(shè)電子政務(wù)的成功經(jīng)驗(yàn),逐步把各級政府的政務(wù)和海量數(shù)據(jù)置于廣州“天河二號”上運(yùn)行,提升各級行政效率,及時掌握和分析全省及地方的經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行情況。
(二)要推進(jìn)超算應(yīng)用軟件研發(fā)。一是推動廣州超算中心與天津、上海、深圳等超算中心以及曙光、浪潮等企業(yè)的合作,共同解決應(yīng)用軟件的引進(jìn)和研發(fā)問題。二是建議各級財政加大對超級計算機(jī)應(yīng)用的投入力度,重點(diǎn)支持大型超算應(yīng)用軟件的研發(fā)。三是以國務(wù)院出臺《關(guān)于運(yùn)用大數(shù)據(jù)加強(qiáng)對市場主體服務(wù)和監(jiān)管的若干意見》為契機(jī),大力加快基于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、云計算應(yīng)用軟件研發(fā)。
(三)要加強(qiáng)超算人才隊伍建設(shè)。一是積極推動全省各大院校舉辦或承辦大學(xué)生超算大賽等活動,培養(yǎng)大學(xué)生使用超級計算機(jī)的興趣和技能。二是以更加優(yōu)惠的政策吸引海內(nèi)外高層次超算人才落戶廣東。三是建立人才培養(yǎng)機(jī)制,如促進(jìn)廣州超算中心與曙光、浪潮等高性能計算機(jī)公司聯(lián)合共建高性能計算培訓(xùn)基地,開辟超算人才培養(yǎng)的新渠道。
(四)以廣州超算中心、分中心為重要支點(diǎn)吸引高端產(chǎn)業(yè)集聚。借鑒天津通過在“天河一號”周邊建設(shè)多個新興產(chǎn)業(yè)園區(qū)形成高端產(chǎn)業(yè)集群的經(jīng)驗(yàn),建議廣東省科技廳及廣州市在系統(tǒng)分析區(qū)域產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,在廣州超算中心以及天河、黃埔、南沙三大分中心周邊加快規(guī)劃建設(shè)若干相關(guān)產(chǎn)業(yè)園區(qū),吸引軟件、智能制造等企業(yè)集聚,形成高端產(chǎn)業(yè)集群。
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