高效能運算應用短板如何補
近年來，中國超算在全球範圍內的影響力已今非昔比。20多年前，中國技術人員操作超級計算機需要在“玻璃房子”中進行，如今中國已經連續多年佔據全球計算速度最快超算第一位。
“超算在應用層面的滯後是我們長期以來的一個痛點。”10月18日，2018年全國高效能運算學術年會(HPC 2018)在青島召開，中國工程院院士、浪潮集團首席科學家王恩東在會上做主題演講時說，近20年來，我國的高效能運算機不斷地在“打榜”，為了能夠在效能指標上成為世界第一做了大量的研究性工作，然而在怎麼用好超算的命題上，中國還有不少短板亟待彌補。
今年6月，由IBM公司研製、部署在美國能源部下屬橡樹嶺國家實驗室的“Summit”超級計算機，以浮點運算速度峰值超過200PFlops的效能，超過中國“神威·太湖之光”成為新晉世界第一。不過，記者觀察到，中國超算業界對此並不感到驚訝，反而是，在中國“霸榜”多年之後，越來越意識到超算終要回歸應用這一命題。
“我想不僅僅是(依靠國家力量)做了幾臺機器，實際上在一些國內的高效能超算中心的建設方面，我們也是在不斷地追逐新的效能指標。”王恩東說，我國在高效能運算方面發展勢頭和氛圍都非常好，但“高效能計算髮展的效能指標跟應用的關係”等問題“需要我們認真思考”。
“硬體先行”該告一段落了
王恩東介紹說，一般而言，美國或歐洲的一些超算中心，都是基於應用來建設的。而反觀我們，“很多時候是先建超算中心再找應用。我想說這個階段是否可以告一個段落了?”
歐美國家對諸如超級計算機這種大型裝置的使用率向來十分重視。中國科學院計算機網路資訊中心總工程師閻保平告訴《中國科學報》記者，數年前她曾前往美國幾家國家級超算中心訪問，令她印象最為深刻的是，這些超算中心最大的一支隊伍不在運維部門，而是為超算使用者提供技術的部門——那裡彙集了計算專家和各領域的科學家。她認為，這種“混搭型”結構是美國超算應用水平居世界前列的重要原因。
“超算還是要面向應用的。”王恩東在會上說，當下我們應當以應用為引導，以滿足應用、引領應用來發展中國的高效能運算產業、技術和學術。
中國國家高效能運算機工程技術研究中心副主任何鐵寧認為，美國之所以在“軟體推動硬體”方面做得比中國好，深層次原因在於美國在基礎工業軟體、基礎科研方面的應用軟體比中國豐富得多，這導致中國不得不反過來“以硬促軟”。不過他也認為，“軟體的事情要馬上著手做”。
中國超算須構建應用生態
近年來，中國超算在全球範圍內的影響力已今非昔比。20多年前，中國技術人員操作超級計算機需要在“玻璃房子”中進行，如今中國已經連續多年佔據全球計算速度最快超算第一位(今年6月被美國再次反超);在應用方面，中國超算應用團隊也在2016年、2017年連續2年獲得超算應用領域最高獎“戈登貝爾獎”。並且，中國也在部署下一代超算——E級超級計算機，國家“十三五”高效能運算專項課題部署的3個E級超算的原型機系統——神威E級原型機、“天河三號”E級原型機、曙光E級原型機，目前已全部實現交付。
無怪乎日本東京工業大學教授鬆崗聰早在2016年曾說：“中國已經正式成為了高效能運算機領域的世界領導者之一。”
然而，如果我們向上看，與真正的超算強國美國相比，仍存在很多不盡如人意之處。比如，在HPC 2018會議上公佈的中國超算效能Top100排行榜中，雖然第一次出現所有入圍高效能裝置均為國產，但多數核心計算架構(主處理器和加速器)仍為“Intel CPU+NVIDIA GPU”或“Intel CPU+ Intel Phi”。
“今天中國超級計算機或多或少存在這樣的情況，就是我們在國際上的地位很高，但回頭照照鏡子，我們在應用領域裡還存在相當大的短板。”中科曙光總裁歷軍在近日召開的“高效能運算應用研討會”上說，“未來我們可能還需要再花5~10年的時間，在應用水平、應用廣度方面跟國際發達國家縮小差距，補上這個短板。”
如何補齊這些短板?歷軍認為，一條必由之路是基於中國自主的核心計算架構，構建超算研製與應用生態。
中科曙光是國內高效能運算領域領軍企業，在上述中國超算Top100排行榜中，曙光公司以40臺系統入圍榜單，位列該榜單廠商份額第一位。由曙光負責研製的E級原型機系統，探索了基於國產CPU和加速晶片架構的系統研製。
“我們希望與大學、研究所建立更緊密的合作關係，安排經費、資源、人員來共同營造基於國產核心技術的應用生態。”歷軍說，在曙光看來，只有用好了，高效能運算機的研製才真的好了，“彼此相輔相成”。
挖掘高效能運算新的應用領域
目前，超算的應用場所主要仍在高校、科研院所，企業所用超算極少，而應用領域也多分佈在傳統的科學大資料分析、工程計算等方面，“用好超算”在社會各界還是個新命題——這距離HPC 2018大會主題“HPC+一切皆可計算”的願景相去甚遠。
“計算髮展很快，數字產業化，雲物移大智，我們所處的資訊社會、智慧社會，它的支撐就是計算。”王恩東說，當下，結合新的發展需求，業界要去思考：高效能運算新的應用領域在哪?
他舉例說，當前雲計算髮展態勢迅猛，但云計算不等於高效能運算;人工智慧計算(AI)也在快速發展，且高效能運算能夠為AI提供一些支撐，但AI計算也不是高效能運算。
他認為，中國高效能運算產業“相比國外也是落後的”。這源於中國在發展高效能運算之初就是“研究和產業兩條線”。“西方國家是山峰就在山脈裡面，我們的山峰是在海洋裡面的。”王恩東說，“單純依靠國家財政支出去支撐一兩臺峰值計算機，對中國超算持續健康發展可能是不利的。”
閻保平認為，十幾年前我國高效能運算機硬體落後，經國家推動後掘起了;現在是應用軟體落後，“指揮棒”應該往應用這邊偏了。“在部署高效能運算機研製的時候，國家對應用軟體、演算法的部署應一併跟上，而且要側重做一些突破性的投入和研發。超算硬體、軟體是一體化的，這樣才能提高國家高效能運算的整體實力。”