天河二号:国之重器 独辟蹊径求突破

　　“天河二号”是国防科大承担完成的国家863计划和“核高基”国家科技重大专项项目，2013年11月在国家超算广州中心投入运行，向国内外用户开放使用。目前，“天河二号”已构建起材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、全数字设计与装备制造、能源及相关技术数字化设计、地球科学与环境工程计算、智慧城市与大数据处理等六大应用服务平台，先后在基因分析与测序、大型飞机和高速列车设计、生物医药、电子政务及智慧城市等方面发挥了重要作用，取得了显著的经济效益和社会效益。

　　在2014年11月20日召开的世界超级计算机大会上，“天河二号”在国际TOP500组织首次正式发布的超级计算机高性能共轭梯度(HPCG)基准测试排行榜上，位居世界第一。此前，由该组织发布的第四十四届世界超级计算机500强排行榜中，“天河二号”再次位居榜首，获得世界超算“四连冠”。近日，《经济日报》记者采访了“天河二号”研究团队相关人员、国家超算天津中心负责人，以探寻国之重器“天河二号”背后的故事。

　　超算之巅的角逐

　　四捧冠军奖杯，对于中国超算团队而言，无疑是一件令人欢欣鼓舞的大喜事，然而对其他老牌超算强国来说，他们的心里像打翻了调味瓶，五味杂陈。强手“叫板”也随之而来，就在这次世界超级计算机500强榜单发布前夕，排位第二的美国公布了“珊瑚”计划，表示将投资3.25亿美元建造两台超级计算机，其运算速度有可能达到“天河二号”的3到5倍。

　　“在超算领域，国际竞争由来已久，在 天河一号 夺冠之前，美日之间的 第一之争 早已存在。”天河高性能计算机系统副总设计师朱小谦说。中国计算机学会高性能计算专业委员会秘书长张云泉告诉记者，“美日特别在意其超算是否世界第一，一旦失去 第一 称号，都会迫不及待地夺回来。”实际情况也的确如此，“天河一号”在2010年底首次夺冠后，遭遇福岛核事故的日本仍然紧急拨款加快其超级计算机“京”的研制，用半年时间登上了冠军宝座，随后美国的“红杉”和“泰坦”又先后抢得世界第一的位置。

　　“你方唱罢，我登场”，冠军的宝座常常不等捂热，就被新的竞争对手夺去。人们不禁要问，如此激烈的竞争到底是为了什么?

　　回答这个问题还得从超级计算机能做什么说起。记者日前来到国家超算天津中心采访，这里运行着我国首台千万亿次超级计算机——“天河一号”。投运近5年来，“天河一号”以其超强的计算能力、精准的计算结果赢得了众多用户的青睐。目前中心每天运营的计算任务超过1000个、提供计算服务机时140万小时、服务用户数已超过600家。“ 天河一号 的魅力，通俗讲是能算天、算地、算人。”国家超算天津中心主任刘光明说。

　　算天：“大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室”的研究员利用“天河一号”完成了跨越千年气候变化模拟，并利用自主开发的气候模式向联合国气候变化大会提交了IPCC报告。国家超算天津中心研究员孟祥飞说，“自从中国科学家用 天河一号 建立了气候变化模型，中国不仅拿出了自己的气候影响依据，而且建立的模型还成为国际公认的模型标准，为中国在这一领域赢得了话语权。”

　　算地：基于“天河一号”开展的高性能石油勘探数据处理软件开发与应用，解决了我国石油勘探领域自主应用软件的大规模数据处理能力问题，使我国大连片、高密度石油勘探地震数据处理能力提升50倍以上，达到世界领先水平。

　　算人：分析人类基因，解读生命奥秘，如今都离不开大数据的计算和处理。中科院、军事医学科学院、北京生命科学研究所等单位利用“天河一号”开展了抗击癫痫、艾滋病、癌症等领域研究，取得了一批具有国际先进水平的成果。

　　“ 天河一号 不仅为科学研究、科技创新提供了一个更高的支点，更是给产业发展提供了一条更快更好的跑道。”刘光明说。正是有了“天河一号”的支撑，我国部分产业领域的核心竞争力正在构建。

　　无论是模拟气候变化，还是演示地震海啸;无论是设计航空航天飞行器，还是研制国产新型发动机;或者是基因测序、高速列车设计制造，超级计算机都能够完成分析、计算和处理。“超级计算机就像能够预知未来的水晶球，一切都可以在计算机上进行模拟。”美国田纳西大学计算机学教授杰克·唐加拉说，“超级计算机越快，计算结果越精确，意味着工程师能设计出更好的产品，大到飞机和轮船，小到药品和服装面料。”