走进高性能计算的神秘世界 专访深圳先进院樊建平院长

倍可亲(backchina.com)唐尧／(提要)高性能计算机又叫超级电脑，听上去很神秘很遥远，其实它的应用领域很广泛，与现实生活很近。它既是一国科技综合实力的体现，又是推动科技创新的重要工具。目前除北京上海之外，深圳也有了超级计算中心，但要真正发挥好它的作用，离不开政府的支撑和投入，也需要企业的配合和支持，还要培养高素质平行计算人才。

高性能计算又被称为超级计算，其发展水准是衡量一个国家综合国力和国际竞争力的重要指标，是一个国家科技实力的综合体现，是推动科技创新、经济发展、社会进步、国防安全的重要工具，在国家战略中占有特殊地位，已成为世界各国竞相争夺的战略制高点。与发达国家相比，中国无论是高性能计算的相关投入，还是政策保障方面都存在巨大的差距。从高性能计算分布来看，我国集中性的超级计算中心主要位於北京、上海等城市，而处於科技创新前沿的粤港地区却仅占有寥寥可数的资源，技术支撑明显不足。

去年9月，深圳市政府、中国科学院、香港中文大学三方共同创办了中科院深圳先进技术研究院（简称：深圳先进院）和中科院香港中文大学深圳先进集成技术研究所。深圳先进院目前正努力建立面向粤港及华南地区的超级计算中心，为粤港地区提供良好的科技和产业支撑平台，促进深圳市作为区域源头创新能力的提升。近日，借2007年全国高性能计算学术年会在深圳召开之机，笔者走访了深圳先进技术研究院樊建平院长，进一步系统地、全面地了解了高性能计算这个神秘的世界。

高性能计算无处不在

提到高性能计算，人们总会觉得是一个离我们很远的话题，很多人都对什麽是高性能计算、与我们日常生活到底有多少关系知之甚少。长期以来，高性能电脑由於门槛过高，应用?围仅限国防安全、科学研究等涉及国家战略发展的领域。

以核爆破模拟来说，美国在全面核禁试条约签订后，为了继续保持其核威慑力量，核武器的研究转到了以数值模拟为主，数值模拟几乎成了唯一可能进行的全系统 (虚拟)试验，通过数值类比评估核武器的性能、安全性、可靠性等等；再比如宇宙探索需要对宇宙空间各种星体的运行轨迹、星体表面环境等诸多因素进行计算分析，没有高性能电脑的帮助，这项巨大的工程是很难完成的。正因为高性能计算发展状况不仅关乎国防安全，也直接反映了一个国家科技进步程度，以及国际竞争能力，因此美国一直十分关注其他国家尤其是中国在高性能计算方面的发展，并在这一方面的技术出口中诸多限制。

随着中国经济的快速发展，如今的高性能计算已经渐渐走下神坛，在促进产业发展、协助城市规划和方便日常生活等多个领域、多个层面上发挥着至关重要的作用。

为制造业提供经济高效的设计与实践方法。国内汽车制造厂商，例如奇瑞要进行碰撞试验，如果能运用高性能电脑进行碰撞类比，将可以大大降低使用真车试验所带来的巨大成本，找到最优的汽车安全方案。深圳先进院也通过高性能电脑的分析计算，为美的公司设计出一种新型包装盒，减少了14％的成本用料，仅这一项就为美的公司节省了800万元。

为城市规划和管理提供优化方案。诸如深圳这样一个人口上千万的城市，城市交通规划离不开高性能电脑提供出行路线类比。即时城市天气预报也离不开高性能电脑。樊院长告诉记者，目前气象测量点以10公里为单位，如果将测量点缩小为1公里，今年深圳海上世界因未能及时作出预警而造成上亿元的损失就可能避免。但缩小这一点所带来的巨大计算量就离不开高性能电脑了。

应对资料爆炸式增长带来的难题。信息爆炸的今天，面对数千万、数亿用户的访问请求，伺服器必须有强大的数据吞吐和处理能力。最常见的就是我们每天用的 google、百度等搜索网站，其主要核心就是一台或多台高性能伺服器，这些伺服器能每秒钟可以处理数千万乃至数亿次服务请求，及时提供用户所需要的信息和服务，保证服务品质。

高性能计算推动深港创新

樊建平院长介绍了深圳先进院目前正在推动的两个项目，一个是深港网格计划，就是要整合深港两地的超级计算资源，支持跨地区、跨行业、跨领域的网络应用，以及全方位的、透明的访问；另一个项目则是作为中国国家网络计划的节点之一，将进一步扩大香港同内地的资源分享，并进一步加强深港创新圈对於整个内地的发散和带动作用。这两个项目的实施将进一步加强深港两地创新资源的整合，搭建一座“信息深港大桥”。

按照樊建平院长的比喻，深港网络计划其实就好比西部通道，都是为了促进深港两地人员、信息的交流便利，一旦建成，深港乃至整个内地的信息实现整合，两地的科研人员将不再需要往返两地查阅相关的资料信息，这样将更有助於深港创新资源的利用，并由此造福於整个珠三角地区，作为产业经济源头动力的高性能计算将促进深圳创新科技的先锋城市的建设，逐步由“深圳制造”向“深圳创造”迈进。

香港同样也能在深圳先进院即将建成的超算中心获益匪浅。以香港的动漫产业为例，香港有强大的影视娱乐业，每年需要大量的动漫特技，其中动漫渲染是很大的一部份，以前一个杯子的渲染，用普通电脑可能需要7、8个小时的工作量。现在用高性能电脑处理，可能只需要滑鼠轻轻一点就可以完成。这样将极大降低成本支出，提高动漫业的产出效率，大大促进香港动漫产业的发展。

高性能计算需政府支持

深港地区创新产业的迅猛发展、高性能电脑研发软硬件的快速升级，随即而来的便是在体制上、政策上、财政上潜在的巨大瓶颈，以及我国目前在平行计算方面人才培养上相对滞后所带来的一系列问题。

高性能计算的研发离不开政府的支撑和投入。高性能计算的研发与应用往往需要投入大量资金。作为企业来讲，很难拿出钱来投入到这种周期长，见效慢的项目上，这就需要政府拿出魄力和远见，将高性能计算研发项目作为一项造福一方、造福后世的基础设施来抓。当前深圳市委、市政府对这一项目的筹建工作非常重视，但对於高性能计算对城市发展乃至区域发展的具体功能的认识仍然有限。另外，未来领导换届对筹建工作是否有一定影响，是否需要将这种对尖端科技的投入化为某种制度化的东西、能否摸索出一套保持政府在政策上、财政上对高性能计算投入延续性等问题，都是需要认真思考的。

高性能计算需要有硬件的配备和企业的支持。目前深圳先进院购置了一台1.4万亿次的曙光高性能电脑，但随着深港创新产业的不断深入发展，这样的运算速度将难以满足，还需要继续研发十亿、百亿甚至千亿次的高性能电脑，这除了有政策和资金上的支持，还需要有企业能提供应用需求和实践环境，为高性能电脑的研发提供一个良好的软环境。因此，高性能电脑的研发也离不开企业的认同。

高素质平行计算人才的教育培养相对滞后。高性能电脑的应用目标往往是解决综合性、系统性的复杂问题，需要既懂应用又通计算的多面型人才，而目前我国高校的专业划分，很难培养这类人才。深港创新圈的概念中也包含将香港优良的教育环境和深圳强大的企业研发结合起来的构想，能否将平行计算人才培养同创新圈的概念相结合，走出一条人才培养的创新之路，也值得有关方面深入探索。

（香港《经济导报》）