超算与互联网络
■齐鲁工业大学（山东省科学院）党委书记 王英龙
■国家超级计算济南中心副主任 潘景山
超算互联网是现代科研高效集约化利用计算资源的产物 。 然而 ， 超算中心因“功耗墙”和设计复杂性等原因 ， 在垂直方向上升级越来越困难 ， 而现有基于互联网、教育科研网等高延迟、低带宽传输效率的网络也越来越不能满足用户日益增长的高效计算资源供给需求 ， 所以必须利用高速、低延迟、高带宽利用率的专用网络联通各个超算中心 ， 由此产生了超算互联网和国家分布式超算中心的必然需要 。
海洋研究需要对巨大的数据量、众多的数据源以及异类的数据集调查、观测、计算 ， 并对海洋大数据进行快速交互与分析处理 。 基于超算互联网技术示范系统 ， 我们已把国家超算济南中心、无锡中心、海洋试点国家实验室超算中心互联互通 ， 组建成为超算大科学装置群 ， 其目的就是为了服务于全球海洋系统模拟器的建设 。
2017年11月 ， 海洋试点国家实验室已与国家超级计算无锡中心、国家超级计算济南中心签署共建战略协议 ， 通过构建国际超算大科学网络基础设施 ， 有效整合区域和全球超算中心服务能力 ， 共同服务于国际超大规模协同计算任务 。
同时 ， 海洋试点国家实验室与中国电信、中国教育网签署合作协议 ， 共建交互性强、覆盖面广、反馈迅速、资源丰富的超算互联基础设施 ， 打造国际海洋领域的“超级大脑” 。
通过超算大科学装置群、超算互联网建设 ， 实现高效计算与数据资源供给 ， 加强超算生态建设 ， 全力打造超级计算和人工智能生态圈 。
超算互联网作为打造海洋深蓝大脑的动脉网 ， 对实施透明海洋、深海极地、蓝色生命等大科学计划以及实施推进健康中国战略意义重大 ， 对促进国内外科技合作、提升我国的科技竞争力 ， 具有重要的支撑作用 。
超算与国产E级
■中国科学院计算所研究员、中国计算机协会高性能计算专委会秘书长 张云泉
■国家超级计算济南中心主任 杨美红
E级超算是指每秒可进行百亿亿次数学运算的超级计算机 ， 被全世界公认为“超级计算机界的下一顶皇冠” 。 目前 ， 中国、美国、日本和欧盟均提出研制百亿亿次计算机计划 ， 人类将进入E量级计算时代 。
我国超算历经高性能计算机及核心软件、高效能计算机与网格服务环境、高效能计算机及应用服务环境、高性能计算4个五年计划 ， 超级计算机研制、应用研发、环境建设等方面都取得重大进展 。 中国在超算应用领域的发展让人惊叹 ， 在高性能计算技术特别是应用领域的发展势头非常强劲 。
在国家重点研发计划支持下 ， 国家并行计算机工程技术研究中心联合国家超级计算济南中心等团队经过两年多的关键技术攻关和突破 ， 研制成功神威E级原型系统 ， 并在国家超级计算济南中心完成部署并投入使用 。 但E级计算生态建设之路才刚刚起步 ， 透明海洋、蓝色生命、深蓝大脑等大科学问题为海洋E级计算生态建设提供支点、要地和主战场 。
当前的E级超算研发与建设主要面临3个挑战：一是需要研究如何降低功耗 ， 实现绿色计算 。 E级超级计算机需要将功耗控制在30兆瓦左右 ， 目前已经不能单纯依靠更换线圈来实现；二是必须增强元器件的可靠性 ， 保障长期健康高效运转 。 E级超级计算机可能有上亿个部件同时运行 ， 任何一个部件出现问题都可能导致E级超算停机；三是需要提高可扩展能力 。
随着我国超级计算机技术的发展 ， 超算的应用领域正逐渐拓宽 ， 从国家安全、气候气象预报、深空/深海/深地探测等国家战略领域 ， 到互联网、云计算、大数据、人工智能、基因测序、金融计算、先进制造、智慧海洋等领域 ， 成为促进基础科学研究和重大技术攻关的重要手段 。
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