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　　在貴州平塘縣一個叫大窩凼的山溝里，世界上最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——Five-hundred-meters Aperture Spherical radio Telescope（FAST）的工程實施正在有序地開展。該望遠(yuǎn)鏡的綜合性能將比被評為“人類20世紀(jì)十大工程”之首的美國300米望遠(yuǎn)鏡還要高約10倍，建成后將保持世界領(lǐng)先地位20~30年。
　　大窩凼周邊的居民形象地稱之為“天眼”。就像“天眼”一樣，F(xiàn)AST建成后將用于巡視宇宙中的中性氫、觀測脈沖星、主導(dǎo)國際VLBI網(wǎng)和搜尋星際通訊信號等任務(wù)；依托于FAST，中國也將參加世界第一大射電望遠(yuǎn)鏡陣列“平方公里望遠(yuǎn)鏡（SKA）”大型國際合作項目。
　　就是這么個龐然大物，專門瞄準(zhǔn)它的超算應(yīng)用——黔南超算中心，也頗值得稱道。
　　“天文級”的超算支撐
　　作為最先經(jīng)歷信息爆炸的科學(xué)領(lǐng)域之一，天文學(xué)的發(fā)展日新月異，其數(shù)據(jù)量之大、類型之復(fù)雜也是“天文級”的，F(xiàn)AST的海量數(shù)據(jù)存儲和處理均需要強大的超級計算系統(tǒng)的支撐。
　　中科院計算技術(shù)研究所高性能計算機研究中心主任張佩珩告訴《中國科學(xué)報》記者，建成后，F(xiàn)AST每天需求的峰值計算至少要達(dá)到每秒200萬億次以上，存儲方面的需求也將很大，預(yù)計一期的存儲將達(dá)到10PB以上，二期會再擴展40PB，F(xiàn)AST項目總體上會達(dá)到50PB的存儲。
　　此前，解放軍信息工程大學(xué)教授斯雪明在貴州舉辦的首屆中國天眼超級計算國際高峰論壇上，對“SKA科學(xué)數(shù)據(jù)處理面臨的挑戰(zhàn)”作了詳盡解讀并指出，預(yù)計在2024年，SKA的天文數(shù)據(jù)將會源源不斷地生成，數(shù)據(jù)量“大得驚人”。
　　斯雪明說，預(yù)計SKA一期的SDP數(shù)據(jù)流量將超過12Tb/s，這相當(dāng)于2013年底中國互聯(lián)網(wǎng)國際出口帶寬（3.4Tb/s）的3.5倍；SKA二期的SDP數(shù)據(jù)流量更為驚人，將是SKA一期數(shù)據(jù)流量的100倍。
　　這也給計算提出了更高的要求?！邦A(yù)計SKA建成后需要E級計算?！彼寡┟髡f，預(yù)計到2020年的SKA一期，HPC的計算需求為300Pflops，到2028年該需求為30Eflops，這一計算能力需求相當(dāng)于“天河二號”的886倍。
　　“黔南州超算中心”呼之欲出。8月2日，黔南州政府與中科院計算所、國家天文臺在黔南民族師范學(xué)院簽署《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，提出共建超算中心；11月3日，中科院計算所、曙光公司、貴州天眼超算（集團）科技有限公司（以下簡稱天眼公司）簽訂三方戰(zhàn)略合作協(xié)議，將共同建設(shè)與FAST工程配套的黔南超級計算中心, 部署“天眼一號”超級計算系統(tǒng)。
　　“天眼一號”的計算能力將達(dá)到每秒千萬億次以上?！拔覀兦捌谥饕菨M足FAST的計算需求，考慮到未來的SKA項目，到那時我們的計算和存儲要求就會更高?！睆埮彗裾f。
　　“蹚出超算產(chǎn)業(yè)新路子”
　　在張佩珩眼里，黔南超算中心自誕生之初就與廣州、深圳、天津等地的超算中心有著不同的氣質(zhì)。因為從運營模式上，黔南超算中心天生就有協(xié)同創(chuàng)新的基因?！癋AST是國家投資建設(shè)的基礎(chǔ)科學(xué)工程，但FAST的超算這部分是地方企業(yè)（天眼公司）、IT企業(yè)和科研院所共同建設(shè)的，后期的運營也在天眼公司，這是一個完全不同的運營模式。”張佩珩說。
　　“我國超算的發(fā)展模式，過去都是以政府科研投入為主導(dǎo)、地方政府配套建設(shè)，先建超算（設(shè)施）再找應(yīng)用，這種應(yīng)用模式一直是個困擾。超算如何蹚出一條新路子，新的投入、應(yīng)用模式，都面臨挑戰(zhàn)。”中國計算機學(xué)會高性能專業(yè)委員會秘書長張云泉說，黔南超算中心在探索超算新的發(fā)展之路上，進(jìn)行了有益嘗試。
　　按照天眼公司董事長田儒彬的設(shè)想，建設(shè)、運維超算中心只是事業(yè)的起步，將來要以FAST和超算中心為依托，大力開展科技觀光、文化旅游、影視動漫等產(chǎn)業(yè)，通過產(chǎn)業(yè)循環(huán)來反哺超算中心、進(jìn)一步獲得盈利。
　　張云泉認(rèn)為，民間資本以不計前期投入產(chǎn)出比、追求產(chǎn)業(yè)循環(huán)來盈利的模式來建設(shè)、運維超算，這對于超算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是一條值得探索的可持續(xù)發(fā)展之路。
　　“曙光建設(shè)了不少大大小小的超算中心，民間集資參與構(gòu)建這還是第一次。國內(nèi)超算這條路要想走得更好，就需要把這條路走通。”曙光公司副總裁任京旸在接受《中國科學(xué)報》記者專訪時說，超算產(chǎn)業(yè)僅靠國家投入是長不成巨人的，民營資本的介入是為超算產(chǎn)業(yè)注入新的活力。
　　任京旸表示，曙光在黔南超算項目上始終強調(diào)將性價比放在第一位，“這不只是為了省錢，而是一定要把這個示范做成，將來讓其他資本看到這條路是可行的”。
　　在任京旸看來，東南亞地區(qū)是超算應(yīng)用需求的另一塊高地，而貴州的示范效應(yīng)將會對這些新興市場的蓬勃發(fā)展起到推動作用。
　　“黔南超算建成后，東南亞國家可以來貴州觀摩，可以看超算的平臺對科學(xué)研究的支持，看它對產(chǎn)業(yè)鏈的聚集和引導(dǎo)，這對于地區(qū)經(jīng)濟的升級是一個很好的借鑒?！比尉D說。
　　先瞄準(zhǔn)再“開槍”
　　最讓張云泉津津樂道的是，黔南超算中心在應(yīng)用模式上比其他超算中心有明顯的優(yōu)勢：黔南超算中心開建伊始就瞄準(zhǔn)FAST的超算需求，這對超算中心從設(shè)計到布局各方面的建設(shè)都有積極的影響。
　　超算中心的用電一直是一個大問題，而根據(jù)應(yīng)用需求來定制超算設(shè)備，就可以避免超算中心設(shè)計過高的運算峰值，從而降低用電成本。
　　“我們以前建超算中心，運算峰值設(shè)計得高，還要有一個去找‘應(yīng)用’填滿‘運算’的過程，這個過程無疑存在無謂的消耗。黔南超算是FAST需要多少計算量就設(shè)計多高性能，逐步實現(xiàn)后期需求，這樣就減少了中間的浪費。”張云泉告訴記者。
　　張佩珩對此感觸頗深：“FAST項目和SKA的計算都有明確的計算需求，所以這個超算中心一旦投入運營，它的CPU負(fù)荷很快就能上去，大部分計算能力用于科學(xué)計算?！?br/>　　此外，張佩珩指出，正是由于應(yīng)用需求非常明確，這讓科技支撐人員對機器的體系結(jié)構(gòu)、軟件優(yōu)化等方面的研究目標(biāo)也特別明確，這對于超算設(shè)備的高效運轉(zhuǎn)是另一大保障，“這讓我們心里很踏實”。
　　作為建設(shè)者的曙光公司也體會到了這種踏實感?！俺鲱}明確，解題的力量就能聚焦，最后出來的結(jié)果一定是又快又好。”任京旸表示，圍繞特定應(yīng)用做定制，這對于硬件廠商而言，提供的產(chǎn)品不光能保證效果，還比通用產(chǎn)品強。
　　黔南超算中心還占據(jù)著“地利”優(yōu)勢。田儒彬介紹說，黔南地區(qū)屬于喀斯特地貌，頗多暗河洞穴，而未來超算中心的機房就要建在溶洞里，除對散熱有貢獻(xiàn)外，還能開發(fā)科技觀光旅游。
　　“過去是先有超算再找需求，這次是先有需求再建超算，還要產(chǎn)出經(jīng)濟效益，是一個思路的轉(zhuǎn)換?！睆堅迫f，這應(yīng)是未來高性能應(yīng)用發(fā)展的趨勢。
　　（原載于《中國科學(xué)報》 2014-11-24 第4版 綜合)