李根国

上海超级计算中心是国内第一个面向社会开放的高性能计算公共服务平台，目前运行的魔方2超级计算机由中科曙光于2015年9月在上海超级计算中心部署安装。

■本报记者 赵广立

4月19日，以“突破计算极限，创新全域应用”为主题的曙光先进计算基于全新英特尔至强2代可扩展处理器平台服务器发布会在上海举行。发布会上，超过30款曙光新一代基于英特尔可扩展处理器的服务器亮相。

会上，上海超级计算中心（简称上海超算）副主任李根国以《超级算力支撑智能制造》为主题，分享了高性能计算在工业工程方面广泛的应用情况及上海超算在工业应用方面的实践等。据了解，上海超级计算中心是国内第一个面向全社会开放的高性能计算公共服务平台，目前所运行的“魔方2”超级计算机是上海超算历史上第六台超级计算机，于2015年9月部署，中科曙光制造，采用英特尔至强可扩展处理器。

会后，《中国科学报》围绕超算发展相关话题与李根国进行了访谈。

谈升级：

计算性能提高10倍，成本不变

《中国科学报》：随着新一代英特尔可扩展处理器的投用，上海超算将迎来哪些升级？

李根国：在中科曙光、英特尔等合作伙伴的协同下，上海超算正在部署新一代超级计算机，计算能力将从400TFlops升级到3.6PFlops，计算能力提升近10倍，并且如同往常升级一样，保持成本不变、耗电量不变。

《中国科学报》：成本和耗电量不变的情况下，系统性能提升近10倍，这背后是哪些力量在起作用？

李根国：英特尔芯片性能的提升、中科曙光超算设备系统架构的调优以及超算中心在设计部署上的优化，都在背后发挥着重要作用。当然，最主要的能力来自于芯片性能，这也是摩尔定律的本质。

《中国科学报》：我了解到上海超算自2000年至今已经历了5次升级，在过往的升级历程中哪一次给你的印象最为深刻？

李根国：CPU的字节位数从32位升级到64位（位数表征CPU的处理能力），让人印象深刻。对于科学计算而言，CPU从32位升级到64位是一个革命性突破。

从2002年开始，上海超算即与英特尔合作，开始使用英特尔x86架构芯片。英特尔刚刚推出第一代至强处理器时，我们就将其用在一台小规模机器上，提供工业服务。同一期间我们与英特尔成立联合实验室，开展最新款处理器的应用测试工作，让我们的用户第一时间感受最新的计算技术，同时把应用测试的信息反馈给英特尔。

谈应用：联手开发超算最优性能

《中国科学报》：英特尔此次发布新一代至强处理器兼顾了新的计算趋势，如对大数据和人工智能处理需求的兼顾，这将给超算应用带来哪些变化？

李根国：大数据及人工智能计算跟科学计算的特点是不一样的，科学计算多为浮点计算，主频越高越好；大数据和人工智能处理的多是图像、声音等信息处理和机器学习等，需要CPU吞吐能力强、内存管理能力强等。

新一代CPU兼顾了计算力的同时也兼顾了新需求，也让超算在许多新的应用方向上有更优异的表现。比如政府的公共服务、制造业等需要超级算力的应用会变得更加得心应手。

《中国科学报》：除了硬件的支撑之外，软件的配合也非常重要。超算中心在提供超算服务的时候，如何兼顾软件能力的提升？

李根国：其实超算应用软件并不是超算中心做的，而是各个行业自己开发的。比如科学计算软件（多是开源软件），得益于无数科学家将其研究成果在开源软件的基础上进行再开发，形成业内通用的软件，使得超算能够支撑如分子模拟、计算化学等科学计算需求。

在这其中，超算中心做什么呢？这些超算软件只是一个基础，需要进一步与超算系统进行优化。比如上海超算会跟英特尔、中科曙光合作，对超算软件在机器上进行调优，使得这个程序能够跑得最快。在这个过程中，需要英特尔对编译器进行调优、曙光对系统架构进行改进，让相应的软件在这台机器上的性能达到最优。

因此，超算中心其实学计算机专业的人不多，比如我是学计算数学和力学的，还有很多学物理、化学的，招这些专业的人，就是为了能够跟各个行业领域结合起来，把超级计算机的应用做的更好。

《中国科学报》：如今超算的应用越来越平民化，不再是科学计算的专属工具。你如何看待这种趋势？

李根国：现在计算越来越深入人心。原来可能只是科学家利用超算，进行科学计算，结合实验和理论研究，来推动科研工作。现在数据科学也发展起来了，对于机器而言，需要将以前模拟仿真的计算能力与大数据的处理相结合，推动“数据科学”的演进，这是一个趋势。

另外，不仅科学研究，社会各领域都在开发超算应用的潜力。比如制造业，使用超算可以节约设计成本、缩短产品开发周期等，产品维护、售后服务等也可以通过大数据计算来处理。

谈未来：计算需求无止境

《中国科学报》：有业内人士透露，河南省人民政府已致函科技部希望支持建设国家超级计算郑州中心。国家级及省级超算中心之间是否存在竞争关系？

李根国：随着信息技术和产业的发展，部署超算这样的信息基础设施，然后吸引聚集相应产业，这是典型的“筑巢引凤”做法，可以促进产业发展，但也要因地制宜，选择适合自身的发展需求，要有特色，单一的计算资源建设就是浪费了。现在我国的高性能计算应用还有很大的提升空间，超算中心之间需要更多的合作与交流。

《中国科学报》：会针对一些共性问题进行交流？

李根国：总的来说，我国超算的应用能力及应用水平比起美国来还有很大差距，需要整体提高。这其中包括机器的管理、应用以及软件开发等。国家在部署超算的同时，也会匹配一些大的应用来逐步提高整体水平。

《中国科学报》：对于即将推出的E级超算，你有哪些期待？

李根国：即将推出的E级计算机，其计算能力是每秒钟10的18次方，也就是每秒运算百亿亿次，这种计算能力能解决许多科学问题。就算E级超算，也只能模拟10万量级的细胞分子几个纳秒内的生命运动，而这对于人类而言只是极其微小的一部分。所以，科学研究对计算资源的需求是无止境的。还有新材料、新能源、地球环境、天文等需要计算资源。另外现在社会已进入“智能”时代，计算无处不在，更需要强大的计算力。