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曾想過，創(chuàng)先進(jìn)計算，捭闔縱橫？

2018年2月3日，中國信息化百人會成立五周年暨未來展望座談會在京舉行。會上，歷軍代表中科院先進(jìn)計算技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟及中科曙光，發(fā)表了題為《沁園春 先進(jìn)計算》的致辭，與眾多嘉賓分享了對先進(jìn)計算的未來暢想。

回顧歷史，計算技術(shù)一直在推動人類文明的進(jìn)程。如算盤的出現(xiàn)，促進(jìn)了中國古代商業(yè)文明的發(fā)展。而近代西方文明之所以能夠通過現(xiàn)代化超過東方，在美國史學(xué)家艾爾弗雷德 克羅斯比(AlfredCrosby)看來，一個關(guān)鍵的因素，就在于歐洲人自13世紀(jì)以來對精密計算的狂熱，推動了他們在鐘表、音樂、藝術(shù)乃至航海技術(shù)、科學(xué)和制造業(yè)等方面的發(fā)展。隨著1945年世界上第一臺通用數(shù)字電子計算機(jī)的問世，計算技術(shù)進(jìn)一步推動人類社會從工業(yè)文明進(jìn)入信息文明。過去70年，計算機(jī)技術(shù)已經(jīng)從早期的大型機(jī)，到小型機(jī)、PC、互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展到了今天的、、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)階段。如IDC所言，今天我們正處在以移動計算、云計算、大數(shù)據(jù)分析、社交商務(wù)為代表的第三代計算平臺，并正在朝以數(shù)字技術(shù)和人體生物系統(tǒng)進(jìn)行集成為特征的第四代計算平臺邁進(jìn)。

 

迎接大計算時代

這無疑是一個 大計算 時代。據(jù)Gartner預(yù)測，到2020年將有超過260億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，全球數(shù)據(jù)總量將達(dá)35,000EB，相當(dāng)于80億塊4TB硬盤的容量，面對持續(xù)產(chǎn)生的、不同結(jié)構(gòu)類型的海量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的計算技術(shù)已漸顯疲態(tài)。隨著數(shù)百億個設(shè)備即將接入互聯(lián)網(wǎng)，對計算技術(shù)的要求越來越高，不僅要算得快，還要算得好，算得穩(wěn)，算得多，并可以節(jié)省能源。同時，隨著近年來國際半導(dǎo)體技術(shù)在材料和制程工藝方面越來越逼近物理極限，摩爾定律也日漸趨緩，傳統(tǒng)計算技術(shù)的發(fā)展面臨體系性困局。為此，人們從不同層面、不同角度、不同應(yīng)用場景進(jìn)行創(chuàng)新，五花八門的計算技術(shù)、產(chǎn)品和概念不斷涌現(xiàn)。一批面向未來的先進(jìn)計算技術(shù)與產(chǎn)品如E級計算、異構(gòu)計算、量子計算、認(rèn)知計算、類腦計算等，正紛至沓來，不斷刷新人們對計算的認(rèn)知。

概括來說，先進(jìn)計算是指融合計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、控制等技術(shù)，構(gòu)建新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)人、機(jī)、物的互聯(lián)互通、信息共享和智能應(yīng)用。其技術(shù)發(fā)展方向大致可以分為兩類，一類是對現(xiàn)有技術(shù)和架構(gòu)的不斷優(yōu)化升級，如E級超算、云計算、大數(shù)據(jù)計算、深度學(xué)習(xí)、人機(jī)物三元融合計算等，另一類是對傳統(tǒng)計算技術(shù)和架構(gòu)的顛覆性創(chuàng)新，如超導(dǎo)量子計算、類腦計算、光子計算、新型變革性器件等。先進(jìn)計算涉及計算原理、材料、工藝、器件、系統(tǒng)、算法、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、應(yīng)用等多個領(lǐng)域，是新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心和基石。

 

曙光的實踐

過去二十多年來，曙光一直致力于推動計算科技的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，并正在進(jìn)入如上所述的先進(jìn)計算領(lǐng)域。如高性能計算，從最早的曙光一號，到曙光6000，產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)歷了六、七次迭代變革，今天曙光正在做的，是試圖攻克E級計算在功耗、性能、體系結(jié)構(gòu)等方面面臨的世界性難題；在云計算領(lǐng)域，曙光從2009年開始布局城市云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，迄今已經(jīng)部署了40多個城市云中心，支撐地方的政務(wù)信息化和智慧城市應(yīng)用；在方興未艾的人工智能計算領(lǐng)域，曙光致力于打造完整的人工智能計算產(chǎn)品線，支持適用于不同應(yīng)用場景的多種芯片，同時促進(jìn)高性能計算、大數(shù)據(jù)、云計算和深度學(xué)習(xí)等多元計算模式的深入融合。在2017年中科曙光智能峰會上，曙光公司董事長李國杰院士還向業(yè)界呼吁，未來10-15年中國應(yīng)力爭在大數(shù)據(jù)和人工智能領(lǐng)域做出像電子計算機(jī)、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)一樣的重大發(fā)明。

另一方面，曙光作為中科院先進(jìn)計算技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟的理事長單位，也承擔(dān)著促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)院地合作對接的職責(zé)。近年來，中科院在人機(jī)物三元融合計算、高通量計算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與類腦計算、超導(dǎo)量子計算等更具顛覆性的先進(jìn)計算技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了前瞻性的科研布局與探索，已經(jīng)陸續(xù)產(chǎn)生了一批重量級科研成果。

有些成果已經(jīng)融入曙光的產(chǎn)業(yè)化市場平臺，如2015年我們與中科院大氣所聯(lián)合成立 中科三清 ，推動基于高能計算的大氣污染監(jiān)測與預(yù)防，實現(xiàn) 科學(xué)治霾 ，與中科院電子所聯(lián)合成立 航天星圖 ，實現(xiàn)基于高分衛(wèi)星對地觀測的空天大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。2017年秋季曙光還發(fā)布了全球首款基于寒武紀(jì)芯片的AI推理專用服務(wù)器PHANERON。另外，針對互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下海量并發(fā)數(shù)據(jù)帶來的挑戰(zhàn)，曙光將進(jìn)一步與中科院計算所在高通量計算系統(tǒng)的研制與產(chǎn)業(yè)化方面展開合作。與傳統(tǒng)的主要運行并行應(yīng)用的高性能計算機(jī)不同，高通量計算機(jī)是一種面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的計算機(jī)系統(tǒng)，前者強(qiáng)調(diào) 算得快 ，后者強(qiáng)調(diào) 算得多 、 算得好 ，其特點在于以低成本、高擴(kuò)展、集中的硬件和軟件系統(tǒng)棧處理高并發(fā)和獨立的數(shù)據(jù)密集型負(fù)載。

 

計算力就是生產(chǎn)力

我們知道，計算力之所以能成為生產(chǎn)力，不僅在于作為生產(chǎn)工具的計算機(jī)本身的性能有多強(qiáng)，更關(guān)鍵之處在于它與行業(yè)應(yīng)用的結(jié)合。當(dāng)前，先進(jìn)計算技術(shù)正在越來越多的跟各行各業(yè)的應(yīng)用相互融合，從而帶動科技、經(jīng)濟(jì)、社會的創(chuàng)新發(fā)展。如智慧城市是物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、智慧分析等一系列技術(shù)的融合創(chuàng)新應(yīng)用；科學(xué)研究領(lǐng)域則正在從第三范式（傳統(tǒng)的計算模擬與數(shù)字仿真）走向第四范式（基于大數(shù)據(jù)相關(guān)性分析的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和研究），同樣依賴于高性能計算與科學(xué)大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)之間的深度融合。

曙光正以不同的方式讓先進(jìn)計算技術(shù)服務(wù)于 大科學(xué)、大系統(tǒng)、大工程 類應(yīng)用領(lǐng)域。傳統(tǒng)的方式是為用戶提供強(qiáng)大、好用的計算系統(tǒng)，如在國產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動機(jī)的仿真設(shè)計中，我們?yōu)槠涮峁└咝阅苡嬎阆到y(tǒng)。另一種方式是和用戶一起設(shè)計軟硬件一體化的平臺，如我們與中科院大氣所等單位共同合作研制 地球系統(tǒng)數(shù)值模擬裝置 ，與商湯科技等企業(yè)一起聯(lián)合研制城市視頻綜合智能處理系統(tǒng)。

第三種方式是將計算作為一種服務(wù)（Computing as a Service）提供給用戶。過去10年，曙光已經(jīng)在全國建立了幾十個城市云中心，為地方政府的政務(wù)信息化、智慧城市等應(yīng)用提供安全、穩(wěn)定、高效的計算服務(wù)；現(xiàn)在，在我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的指引下，面對區(qū)域、行業(yè)推動科技創(chuàng)新的浪潮，我們希望能進(jìn)一步聯(lián)合中科院相關(guān)院所及行業(yè)上下游相關(guān)機(jī)構(gòu)，共同發(fā)展先進(jìn)計算中心，將高性能計算、深度學(xué)習(xí)等先進(jìn)計算技術(shù)與生物基因、智能制造、新能源等科技產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新結(jié)合起來，帶動先進(jìn)計算技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

萬里征程風(fēng)正勁，千鈞重任奮爭先。2018年，曙光將進(jìn)一步整合中科院先進(jìn)計算技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化聯(lián)盟的技術(shù)、成果與資源，推進(jìn)先進(jìn)計算技術(shù)發(fā)展，推動先進(jìn)計算中心落地，為我國科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及 數(shù)字中國 的建設(shè)提供 先進(jìn) 動力。

 

中國信息化百人會

中國信息化百人會 （ChinaInfo100）是由關(guān)注中國信息化發(fā)展的一批中青年專家學(xué)者共同發(fā)起成立的學(xué)術(shù)研究平臺。

致力于研判全球信息化趨勢、挑戰(zhàn)與機(jī)遇，研究中國信息化發(fā)展的重大前沿和戰(zhàn)略問題，深度解析信息化發(fā)展對中國經(jīng)濟(jì)體制改革、發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、社會轉(zhuǎn)型的支撐和引領(lǐng)作用，為探索信息化時代的中國實現(xiàn)現(xiàn)代化的新路徑貢獻(xiàn)智慧。

 

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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