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从“最强大脑”到“超级马达
发布日期: 2022-09-23      来源: 天津日报     
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    从追赶、并行到全球领先,我国超级计算机的算力水平不断突破。“天河”新一代超级计算机已实现一秒钟内百亿亿次的运算,其工作1小时相当于全球70多亿人上万年的计算工作量,被称为“最强大脑”。如今,天津超算中心产业化步伐加快,超级算力正源源不断地转化为生产力,成为京津冀乃至全国技术创新和产业发展的“超级马达”。

    9月17日,在位于滨海新区的国家超级计算天津中心(以下简称“天津超算中心”)机房里,一排排约2米高的黑色机柜整齐排列,绿色运行指示灯快速闪烁,这是“天河”新一代超级计算机所在地。新一代超级计算机已实现一秒钟内百亿亿次的运算,其工作1小时相当于全球70多亿人上万年的计算工作量,被称为“最强大脑”。每天,超过15000项计算任务在这里执行,其中有三分之二来自京津冀。

    “天津超算中心基于自身优势构建京津冀大数据协同处理中心,目前正在为数千家重点科研单位、企业和政府机构提供技术服务,助力取得超过4000项创新成果,已经累计为企业新增经济效益近150亿元,应用涉及生物医药、基因技术、航空航天、天气预报与气候预测等诸多领域。”天津超算中心党组书记兼应用研发首席科学家孟祥飞告诉记者,随着国内产业数字化进程加快,越来越多的企业对高性能计算、安全存储、人工智能等技术服务需求增加,这也助推天津超算中心产业化步伐加快。超级算力正源源不断地转化为生产力,成为京津冀乃至全国技术创新和产业发展的“超级马达”。

    “算天、算地、算人”服务客户超8000家

    “我们最近刚和天津超算中心签了续费合同,依托其技术服务平台,继续开展汽车模具冲压模拟数据的计算。”天津汽车模具股份有限公司(以下简称“天汽模”)模具技术研究院院长常青表示,公司和天津超算中心的合作已有12年,强大的算力支持对业务发展帮助很大。“我们对模具冲压工艺方案的选择非常谨慎,一旦失误,就可能导致重开模具,保守估计会延误4个月的工期,造成上百万元的损失。引入超算资源后,公司实现了全工序的高精度模拟工艺设计优化,可以提前预测和消除模具成型过程中的风险,大幅缩短产品开发周期,极大地提升了公司的核心竞争力。”

    现在,每个工作日下午5:30左右,天汽模精算科的工作人员会通过远程传输,将计算任务提交到天津超算中心的服务平台,第二天上午就能得到首批运算结果。“天津超算中心承担的计算任务较多,有时需要排队,节假日也不休息。比如,中秋节假期我们提交了30个计算任务,节后一上班就能用上数据结果。”据常青介绍,基于天津超算中心的技术支撑,公司先后完成了菲亚特、通用、福特、宝马、蔚来等12款车型的模具产品设计优化计算,与企业原计算平台相比速度提升了近30倍,节约研发费用近1000万元,相关产品连续三年累计创收外汇超过3.4亿元。

    不只是天汽模,天津超算中心目前服务的客户超过8000家,大到航空航天飞行器的气动外形制造、深海石油勘探,小到物品外包装的抗压设计,都有超算的身影。作为功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,超级计算机承担着普通计算机难以完成的计算任务,能够“算天、算地、算人”。

    “超级计算机主要用于解决国计民生领域的尖端技术问题,看似离人们很远,其实和每个人的生活紧密相关。”孟祥飞说,现在的天气预报越来越精准,也可以做到中长期预报,为人们生产生活提供指导,这其中便有超级计算机的功劳。在防灾减灾中,超级计算机能利用模拟仿真技术,对地震破坏进行预测和预警,降低灾害损失。疫情期间,新冠肺炎诊疗技术与药物研发、各地联防联控和精准施策等也都离不开超级计算机的支持。

    发挥平台作用 助力三地技术创新

    从追赶、并行到全球领先,我国超级计算机的算力水平不断突破。本质上看,超级计算机是一种技术工具,当越来越多的应用需求与其深度融合,工具便逐步转化为实际生产力。正如天津超算中心的科研人员所言,“我们要送技术上门,及时了解企业需求,助力企业提高产品竞争力,充分发挥超算中心公共服务平台的作用。”基于高水平的算力支撑和京津冀协同发展机遇,越来越多北京、河北省的科研单位和企业慕名而来,寻求技术攻关。现在,来自京津冀地区的计算任务占天津超算中心总任务量的三分之二。

    “我们的电脑内存和算力都比较有限,使得超大规模深井矿山的仿真计算变得困难,而这样的需求现在越来越多。”位于北京的中国恩菲工程技术有限公司主要从事有色矿冶工程技术服务业务,其创新中心研发部主任李少辉告诉记者,公司与天津超算中心共同开发了矿业领域的行业专属平台天河矿业云,以开展深井矿山岩石力学仿真分析、冶炼过程数值仿真等工作,突破了超大规模矿山开采中的系统整体仿真优化难题。“由于有了天河超算平台,京津冀企业能够及时使用到国际顶尖的超算资源。”

    记者走访中了解到,每隔一段时间,天津超算中心都会组织各行业的技术大咖、专家等开展技术交流。来自河北保定的巨力索具股份有限公司(以下简称“巨力索具”)被天津超算中心的技术氛围和产业生态所吸引。“我们在天津超算中心附近建立了研发中心,经常和超算的技术专家交流、探讨行业问题,很多时候聊着聊着,思路就有了。”巨力索具相关负责人邰乐告诉记者,“在天津设立研发中心,主要是想利用天津的区位和政策优势吸引优秀人才,并与天津超算中心紧密合作进行技术攻关,提升产品竞争力,‘近水楼台’很方便。”

    这些合作只是天津超算中心服务京津冀协同发展的一个缩影。自2017年京津冀大数据协同处理中心在天津超算中心挂牌以来,三地不断在智慧城市、社会公共服务、产业技术等方面加快协同管理、技术融合和数据融合,逐步推进政府决策科学化、社会治理精准化、公共服务高效化。“任何信息技术、人工智能、产业数据化的推行,都需要强大的算力、算法来解决产业发展的关键问题。”南开大学经济学院讲席教授佟家栋表示,天津超算中心在天津建立并投入运行十多年来,正在发挥重要的基础设施和高端服务平台作用,在京津冀数字产业化、产业数字化方面逐步形成了引导和辐射作用,成为京津冀地区协同创新与发展的强大驱动力。

    数字产业创新聚集 带动园区年营收近200亿元

    眼下,天津超算中心的超级算力正逐渐转化为生产力。伴随越来越多“超算+”的应用落地,天津超算中心如磁石般吸引相关企业聚集,带动其所在的泰达数字产业园“生态伙伴”不断增加。

    再过一段时间,杭州璞睿生命科技有限公司的天津子公司将落户泰达数字产业园。这家从事临床研究数字化与智能化探索的企业,因业务涉及大量临床数据,对数据安全存储的需求尤为强烈。“我们到很多企业数据中心和各地超算中心考察过,最终选择了天津超算中心,主要是看中这里信息存储的安全性和服务的专业性,以及平台所形成的生物医药产业生态。”该公司总经理王铮坦言,“天河平台的用户聚集了大量医院、医药企业、医药研究所、医疗器械厂商等机构,这些也是我们的潜在客户,未来通过交流合作,能够形成更紧密的战略合作伙伴关系。此外,天津自贸试验区在天津超算中心建设全国首个联动创新示范基地,探索开展数据产业化试点,未来会有一些先行先试的政策创新,这对我们的吸引力也很大。”

    当前,天津超算中心正积极打造数据产业化应用生态。“智能医疗与超算的结合,正是天津超算中心应用研发的众多突破口之一。经过多年探索积累,天津超算中心已建有基因健康、石油勘探、新材料、工业设计与仿真、建筑与智慧城市等十余个专业化平台,不断支撑京津冀乃至全国科技创新和产业发展。”天津超算中心副主任阎伟表示,数据产业化的最大瓶颈是数据安全与数据信用问题。为此,超算中心提出了“数据不离超算;数据可用不可见;原始数据不参与交易,只交易数据增值的结果”的数据产业化的“天河”模式,破解行业难点痛点问题,助推数字产业化和产业数字化双向发展。

    而依托国际领先的算力、大数据等技术服务,天津超算中心所在的泰达数字产业园规模也日益壮大。天津经开区管委会相关负责人表示,目前,泰达数字产业园已培育超过300家数字经济企业,汇聚了约6000多名数字产业相关人才,年营业收入近200亿元,并力争到2025年使园区营收达到300亿元,打造具有核心竞争力的智能科技数字产业创新服务聚集区。

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