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中国科学报:超算中心急需提升应用效能

中国科学报:超算中心急需提升应用效能

近年来的全球超算TOP10榜单上,不乏“神威”“天河”等我国超级计算机的身影。我国超级计算机的研制水平和性能,已从长期跟跑,发展到并跑乃至部分技术领跑的阶段。但在超算应用方面,与我国超算大国的地位并不相称。

在日前举行的中国计算机学会青年计算机科技论坛(YOCSEF)济南IT技术论坛上,多位专家指出,“软件发展滞后、自研应用少、应用场景不完善”等,正成为我国超算中心商业化亟待补齐的短板。

超算研制先于需求应用

“虽然过去20多年里,我国超算的研制和发展取得了辉煌的成就,但忽视实际需求、研制远远超过实际需求等做法,也值得我们反思。”中国科学院计算技术研究所研究员张云泉说。

一直以来,我国超级计算机的研制模式多由政府科技部门主导,地方政府参与,企业承担研制任务,国家超级计算中心负责运维和推广。在此模式下,诞生了天津、济南、长沙等多个国家级超算中心,但却少有商业化运营的超算中心。

“在建设思路上,我国采取超算系统性能优先发展,再拉动超算应用发展的策略。”张云泉介绍,欧洲、美国、日本等国家一般根据各领域实际应用需求,针对性地研制超算系统,避免机器浪费。

“我国的超算发展,偏重于先发展超算计算能力,往往导致超算系统初期应用效率偏低,需要一段时间的过渡才能投入应用起来。”张云泉说。

“这就好比修建高速公路,前期把路修好,修好路之后,提高利用率。”山东省齐鲁大数据研究院院长朱效民表示,超算中心要重视应用,并对应用进行细分。

“国情不同,超算的应用模式也不同。”在国家超级计算天津中心主任助理冯景华看来,国家超算也在商用,或者叫付费模式,“国家超算和商用不矛盾”。

“超算是面向上游技术的练兵场、面向下游产业的实验床。”国家超级计算济南中心副研究员郭猛说,超算中心商业化发展,要看有没有“一个好的商业模式最大化超算产业链各环节的价值,一个可持续发展的超算生态能让超算产业链各环节健康发展”。

应用软件研发存在脱轨

为推动超算中心实际应用,科技部近年来通过了一系列重点研发计划,在重点应用领域部署了一系列课题,取得了几十万核乃至百万核并行计算与软件研制的重点突破。

“但目前日常运行的大部分超算作业,并行规模仍停留在几千或几万个处理器甚至更低的量级,没有充分发挥出亿亿次超级计算机的能力。”张云泉指出,我国超算应用软件仍处于初级阶段,应用领域与软件研发存在脱轨现象。

郭猛也表示,目前急需“一批覆盖各行业、各产业的应用软件和业务系统,一个高效的超算互联网,能够将算力无阻碍地输送到用户”。

受国外垄断影响,目前超算领域国产商业应用软件发展滞后,市场占有率几乎为零。 “在超算应用比较多的制造业和基础科研等关键领域,大部分商业应用软件几乎都被国外垄断。” 张云泉表示,“这意味着,不仅要支出巨额软件采购费用,软件升级还受制于外方。”

“重硬轻软”的思想导致经费投入比例严重失调。美国能源部建议的对超算软硬件的投入比例约为1:1。而我国超算系统的软件经费投入,虽然在项目申报时已提高到20%~30%,比过去的不到10%相比已有明显改善,但离1:1还有很大差距。

与此相对的,是超算应用软件人才极其缺乏。“需要一批既懂行业、又懂超算的交叉领域人才。”郭猛说。

“当前高校相关人才培养体系、培养计划和课程设置,落后于超算应用领域的人才需求。”张云泉说,“科研评价体系也难以对超算应用软件研发做出客观评价,这也导致相关人才流失严重。”

“应转变重硬轻软的思维,持续稳定支持超算应用软件研发。”张云泉建议,要根据超算软件人才队伍的实际发展情况和研发能力,提高软件研发投入;鼓励国家超算中心联合应援部门组建行业应用联合实验室;重视计算科学学科建设和人才激励机制。

迎接算力经济时代

“新一代信息技术,几乎都是围绕算力展开创新。”张云泉指出,随着超级计算技术的普及和成本大幅降低,其应用领域也从信息安全、科学计算领域,向更为广泛的国民经济主战场快速扩张。

“超算商业化的一个重要前提,是要有海量的客户需要,急需超算应用解决现实问题。”北京并行科技公司董事长陈健说。

超算需求是客观存在且不断增长的。据了解,目前抖音、快手、爱奇艺等,通过购买超算服务,已完成上传内容的人工智能审核、视频特效渲染等。而商汤科技、旷视科技等,则通过建设超算中心的方式,满足人脸识别的需求。

陈健提出,超算商业化发展,要注意市场区分,要对应用市场进行画像,使尖端超算、通用超算、行业超算平衡发展。

在实际发展中,“国家超算面向大用户,商业超算面向小用户。”朱效民表示,国家超算应该作为一个桥梁,把超算和用户衔接起来。

张云泉也表示,国家超算和商用超算共存,有利于超算产业的良性循环。“各美其美,形成竞争,相互补充。”

(来源:《中国科学报》 2020-07-16 第3版 )


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