“神威一号”——中国制造。高性能计算机。1999年8月问世。峰值运行速度为每秒3840亿次。在当今全世界已投入商业运行的前500位高性能计算机中排名第48位。能模拟从基因排序到中长期气象预报等一系列高科技项目的实验结果。它的成功研制,使我国继美国、日本之后,具备了研制高性能计算机的能力。中国的科学研究与经济建设将因此而有了一道神奇的力量……
发愤图强综合国力大较量
高性能计算机的研制与开发能力是一个国家综合国力的重要标志之一。它在航空航天、气象预报、石油勘探、信息研究、生命科学、材料工程和基础科学研究等方面都具有重要的意义。它不仅能大大提高运算速度,更重要的是能够通过高级运算,达到常规计算所不能达到的实验结果,加快科研开发与研究速度,促进国民经济的发展。
目前,世界高性能计算机基本上为欧美发达国家所控制,在前500强中,美国、加拿大占据了60%,欧洲占26.8%,日本占11.2%,其他国家仅占2%。
不久前,美国研制成功了峰值运算速度达到每秒12.3万亿次的超级计算机,而在此之前,世界高性能计算机最高运算速度为每秒32070亿次。这些高性能计算机技术及其产品,是欧美发达国家严格控制的对象,对其他国家实行禁运。
据了解,目前,发达国家开放的高性能计算机民用项目最高运算速度为每秒120亿次,军用运算速度为每秒70亿次。我们要掌握高性能计算机的主动权,提高高性能计算机的研制应用能力,就必须发愤图强,走自主开发之路,靠等等不来,靠别人施舍施舍不来。中国气象局曾经从美国引进了一台700多亿次的计算机,是专为气象预报服务的,但使用过程要严格接受人家的监督。就这个结局,还是两国领导人达成协议的结果。
高技术的竞争本身就是一场没有硝烟的综合国力的较量。谁拥有先进的技术谁就掌握主动权!
自主开发神机妙算建奇功
面对国民经济发展的迫切需要,面对国际计算机发展的趋势,国务院决定研制高性能计算机,国家计委于1998年正式下达了研制3000亿次并行计算机系统的国家级重大研究课题。
目标很明确:在长期技术积累的基础上,自主研制高性能计算机,打破国际封锁,适应国民经济发展的需要。
国家并行计算机研究中心承担了这一重大而紧迫的任务。
研制的过程是艰苦、紧张而又激动人心的,从接受任务到拿出成型的产品,其间只有短短的一年时间。
365个不眠之夜,凝聚了中国科学工作者为祖国争光,为现代中国争气的拼搏精神与尊重科学、尊重知识的科学精神。
1999年9月,得知中国一号3000亿次计算机研制成功的消息,江泽民总书记欣然命笔,为我国的高性能计算机题名“神威”,欢庆这一高科技新成果的诞生!
国务院向科学工作者发出了特别贺电,祝贺中国3000亿次计算机的降生。9月24日,李岚清副总理来到中国气象局,代表党中央、国务院向科学工作者致以亲切的问候。
“神威一号”降生之时,恰逢人民中国50周年大庆来临之际。党和人民要检阅这台神威计算机的神奇力量——
就是在这台计算机上,科研人员为李副总理生成了50周年大庆当天首都北京长安街的天气状况,精确度达到5公里。
就是利用这台计算机的科研成果,9月30日午夜,中国气象局的领导向江总书记准确地预告了10月1日的天气变化。
当黎明的豪雨随朝霞飘然而去;当庄严的阅兵大典开始,一抹秋阳穿云破雾洒向天安门城楼的时候……神威一号的研制人员放心地笑了。秋云飞渡,风雨如晤,神机自有妙算。
“神威一号”,闪亮登场,果然气度不凡,它为盛大的庆典如期举行立下了汗马功劳。
梦想成真科研开发显身手
挟裹国庆建功的骄人战绩,“神威一号”,凭借自己的不凡身手,向着科学研究和国民经济建设的主战场奋勇挺进——
集合数值天气预报系统,是中国气象局科研借助神威一号开展的一个重要课题。天气预报,从一定程度上说,就是利用科学天气演变样本加以综合分析,得出的一个概率性的结果。样本越多,预报的概率准确度也就越高。
随着国民经济的发展,社会对中长期天气预报的需求越来越高,预报早一天都有一天的效益。特别是对灾害性天气的及早预报更能为人们提供防御的时间。
以前,限于技术条件的制约,我们做全球天气预报只能做一个样本,就是利用美国进口的700亿次计算机也只能做8个样本,预报7天的天气。
“神威一号”的问世,使气象工作者有了高性能计算的手段。在神威机的帮助下,他们成功地做出了10天天气预报,并正在向更长期的预报而努力,其精确预报范围缩小到方圆5公里,形象地说,北京西城刮风、东城下雨,“东边日出西边雨”的情景预报已经成为现实……
还记得前不久轰动世界的人类基因组测序计划提前完成的科学成就吗?
中国科学家有幸成为这一伟大科学成就与历史进程的参与者。就在这一计划顺利推进的同时,作为现在测序的补充,中科院生物物理所利用“神威一号”进行了“人类基因电脑克隆系统”的研究。这一归属于生物信息学基础理论课题的研究工作,也是国家自然科学基金资助的重要科研项目。
在神威机上,科学家们成功地运行250多个小时,拼接了全长的基因特征序列表达式,从中得到了人类上千条cDNA,进而可能得到数百条新基因候选序列,完成了心脏基因克隆运算,使我国的基因科学研究达到了国际水平,使中国基因研究在人类基因研究中占有了一席之地,从而大大提高了我国的国际竞争力。
正如国家计委高技术司副司长綦成元所说,神威计算机,使我们有能力做成了许多过去想做而无法做的事,极大地提高了我国的科学研究能力。
纵横驰骋风风火火闯神州
神威的故事三天三夜也说不完。这里,我们不妨再记述几件,“神威一号”参与国民经济建设的趣事。
石油勘探是一件苦差事。聪明的科学家们发明了“地震找油”的方法,大大提高了找油的速度和效率。
所谓地震找油,就是在指定的地区,通过人工放炮,制造地震,然后采用仪器接受地震波,进而分析波动找出石油的一种方法。这当中,有大量的数据需要分析、处理,过去在亿次机上要10年才能得出结果,速度慢,时效差。
在神威机的帮助下,石油天然气公司物探局的科研人员,在辽河油田石油勘探中,开发出了地震成像并行处理系统,实现了大规模地震数据三维成像处理,结果仅用10个小时,就得出了结果。这就大大提高了钻探成功率,降低了勘探风险。
新药的研制、开发是国际公认的周期长、耗资大的工程项目。一般的新药研制起码要三五年,甚至十年时间。化学试验、动物试验、临床试验……十分费时费力。
中国科学院上海药物所的科研人员利用神威机进行新药——青蒿素的研制。在神威机上模拟化学、动物试验,模拟药物在人体内的反应……,筛选了20万个分子,过去要花好几年时间,现在只花了3个月,大大加快了筛选速度,科学家对加快新药研制有了信心。
尾声
国家计委副主任张国宝指出,神威机的问世,打破了西方发达国家在高性能计算机领域对我国的技术限制,为我国科学研究和国民经济建设提供了一个重要的高技术手段,使我们得以完成许多过去想做而无法做成的事情。
神威机问世一年并成功运行的证明,中国有能力开发,也能成功地应用高性能计算机。
目前,国民经济建设各部门、科学研究各单位都有许多重大课题需要高性能计算机进行研究开发,这是我们国家充满活力的重要标志。但同时,我们也要看到,高性能计算机不可能大家都去投资开发。国家已经依托中国气象局,组建了高性能计算机应用中心,这个中心将向全社会开放,以加快高性能计算机应用开发的步伐,为向着现代化奋进的中国加油、助威……(陆彩荣)
(www.sina.com.cn)