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工业领域高性能计算需求旺盛 呼唤普及共享

在很多人的印象里,高性能计算一直被“养在深闺”,只为“高、精、尖”科学研究服务,但是现在,尤其是在近十年,越来越多的高性能计算进入工业领域。上海超级计算中心高性能计算技术总监姚继锋博士说:“目前上海超算的用户中有70%%是来自基础研究领域的,其余30%%的用户来自工业领域。”汽车制造、大飞机制造、船舶制造等越来越多的工业领域对高性能计算表现出越来越高的需求。曙光公司副总裁聂华对《中国电子报》记者透露,高性能计算应用在汽车领域,可以发挥很大的作用,传统的汽车碰撞试验,需要撞坏4辆车才能采集到需要的相关数据,而采用高性能计算进行模拟实验,平均只需要撞坏1.5辆车就能采到相应的数据。高性能计算应用在工业领域能产生巨大的生产力,但是同时高性能计算的应用也存在着缺乏共享等等问题。

工业领域高性能计算需求旺盛

上海是中国重要的工业中心,汇聚着汽车、船舶、飞机等行业以及许多大企业的研究机构。相对于其他地区,高性能计算在工业领域的价值已逐步显现。据上海超级计算中心高性能计算技术总监姚继锋博士介绍:“2008年,在国家重点发展的工业领域中,高性能计算已经进入包括民用航空、交通电子、局域网、核电工程、海洋工程等领域,而在这些行业里,有三四个行业的高性能计算已经发挥了重要的作用。2004年,曙光的高性能计算机就已经为民航的支线LGR1的研发做出了重要的贡献。现在国家正在启动大飞机项目,而曙光的5000A也进入了全球TOP10,我们中心未来采购的这个机器的重要用户之一就是为大飞机项目的研发提供支撑服务的。”
其实不仅仅是在大飞机制造领域,在汽车制造的研发领域,高性能计算也扮演着越来越重要的角色,越来越多的像奇瑞、上汽、比亚迪等自主品牌的汽车企业开始意识到需要采用高性能计算来加快提升研发能力。曙光公司副总裁聂华所提到的汽车碰撞试验仅仅是高性能计算在汽车设计研发中的一个应用,而高性能计算在汽车工业领域的应用将远不止这些,它将改变这些行业的传统的研发模式和工作模式。
目前国家正在启动4万亿元的资金拉动内需,而这其中有很大一部分是来自基础设施建设,在公路、铁路等建设上,高性能计算都能发挥重要的作用。曙光副总裁聂华说:“比如马路上的下水井盖怎么控制它的振动频率,让汽车以不同速度经过的时候,第一个车轮的震动不至于形成一个角度让第二个车轮压下去和陷进去,这种设计都要使用我们的高性能计算机。”
应该说目前高性能计算在中国工业领域的应用还处于起步阶段,而其他发达国家正在将越来越多地在工业领域采用高性能计算来提升生产力。在美国工作和生活多年的微软(中国)研发集团服务器与开发工具事业部高性能计算资深架构师徐明强说:“高性能计算带给美国三个方面的经济效益,第一是可以加快科学探索速度。第二可以提高产品创新能力。第三可以力求决策精确合理。在加快科学探索速度方面,我曾经和一个著名制药厂合作,利用高性能计算进行蛋白质分析以发现抗艾滋病、抗癌症的一些蛋白体。应用高性能计算可以非常快地排除多种蛋白质,加快制药的进程。在提高产品的质量和创新能力方面,我曾和某一家著名的芯片公司合作,原来他们很多的设计没有办法及时推向市场,自从使用了高性能集群计算以后,他们能把大批量的验证的应用跑在一个运行计算机上,使得他们能及时地测验出其中的一些错误,他们的产品能按计划及时推向市场。”
应该说高性能计算在工业领域有着巨大的应用空间,是带动这些领域发展的重要“装备工业”,但是目前高性能计算在工业领域的价值还没有被充分地挖掘和释放,其中有易用性的问题,也有价格等方面的问题。

高性能计算工业领域普及共享

不久前曙光采用微软高性能服务器操作系统(WindowsHPCServer2008)的曙光 5000A进入了全球 HPCTOP10,这是曙光团队和微软(中国)研发集团的团队苦战几个月的结果,双方进行了3个月的调试,这个测试结果无论是对于曙光还是微软都是一次历史性的突破。聂华在接受《中国电子报》记者采访时说,曙光的合作伙伴本来是有其他选择的,之所以后来选择与微软合作,就是希望能把高性能计算向普及化推动。
推动高性能计算在工业领域的普及与应用,首先遇到的是人员接受度的问题。姚继峰说:“很多人还没有意识到高性能计算对他有用,包括一些企业家,他们不知道高性能计算能够帮助加快产品的设计,提高产品的竞争力。另外就是应用的缺乏。HPC在硬件方面,无论是价格还是性能等都已经具备了普及的可能性,但是应用很少,而且也缺乏可以广泛使用的开发工具。再就是人才缺乏。高性能计算原来是比较偏的领域,所以一直面临人员匮乏的问题。因为它需要既懂应用、懂机器,又懂写程序的复合型人才。”
微软(中国)研发集团服务器与开发工具事业部总经理谢恩伟说,高性能计算的普及还面临一个很重要的壁垒,那就是现在的高性能计算还没有与原有的IT系统之间进行连接,是一个相对独立的计算中心,这也是导致高性能计算普及化存在障碍的原因之一。
价格、易用性等问题都是困扰高性能计算普及的问题,要解决这些问题,需要高性能计算产业领域的企业更多地携手,从硬件到软件到应用和开发工具,再到人才的培养上多下工夫。除此之外,在高性能计算用户端也同样需要下大力气去进行另外一个层面的推动。聂华说:“面对中国这么活跃的经济体,我们推进高性能计算普及的时候,仍然有很多我们不可控的因素在里面。比如大家的观念问题,比如我们怎么实现很多技术应用的共享问题。比如汽车厂商碰撞车的数据和过程绝对不会向别的公司开放。这些都是有待解决的问题。”


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