“天眼”背面：超算工业现“曙光”

  在贵州平塘县一个叫大窝凼的山谷里，世界上最大单口径射电望远镜Five-hundred-meters Aperture Spherical radio Telescope（FAST）的工程施行正在有序地展开。该望远镜的归纳功能将比被评为“人类20世纪十大工程”之首的美国300米望远镜还要高约10倍，建成后将坚持世界领头羊20~30年。

  大窝凼周边的居民形象地称之为“天眼”。就像“天眼”相同，FAST建成后将用于巡视世界中的中性氢、观测脉冲星、主导世界VLBI网和搜索星际通讯信号等使命；依托于FAST，我国也将参加世界第一大射电望远镜阵列“平方公里望远镜（SKA）”大型世界协作项目。

  便是这么个庞然大物，专门瞄准它的超算使用黔南超算中心，也颇值得称道。

  作为最早阅历信息爆破的科学范畴之一，地理学的开展一日千里，其数据量之大、类型之杂乱也是“地理级”的，FAST的海量数据存储和处理均需求强壮的超级核算体系的支撑。

  中科院核算技术研讨所高功能核算机研讨中心主任张佩珩告知《我国科学报》记者，建成后，FAST每天需求的峰值核算至少要到达每秒200万亿次以上，存储方面的需求也将很大，估计一期的存储将到达10PB以上，二期会再扩展40PB，FAST项目整体上会到达50PB的存储。

  此前，信息工程大学教授斯雪明在贵州举行的首届我国天眼超级核算世界高峰论坛上，对“SKA科学数据处理面对的应战”作了翔实解读并指出，估计在2024年，SKA的地理数据将会源源不断地生成，数据量“大得惊人”。

  斯雪明说，估计SKA一期的SDP数据流量将超越12Tb/s，这相当于2013年末我国互联网世界出口带宽（3.4Tb/s）的3.5倍；SKA二期的SDP数据流量更为惊人，将是SKA一期数据流量的100倍。

  这也给核算提出了更高的要求。“估计SKA建成后需求E级核算。”斯雪明说，估计到2020年的SKA一期，HPC的核算需求为300Pflops，到2028年该需求为30Eflops，这一核算才能需求相当于“银河二号”的886倍。

  “黔南州超算中心”呼之欲出。8月2日，黔南州政府与中科院核算所、国家地理台在黔南民族师范学院签署《战略协作结构协议》，提出共建超算中心；11月3日，中科院核算所、曙光公司、贵州天眼超算（集团）科技有限公司（以下简称天眼公司）签定三方战略协作协议，将一起建造与FAST工程配套的黔南超级核算中心, 布置“天眼一号”超级核算体系。

  “天眼一号”的核算才能将到达每秒千万亿次以上。“咱们前期主要是满意FAST的核算需求，考虑到未来的SKA项目，到那时咱们的核算和存储要求就会更高。”张佩珩说。

  在张佩珩眼里，黔南超算中心自诞生之初就与广州、深圳、天津等地的超算中心有不相同的气质。因为从运营形式上，黔南超算中心天然生成就有协同立异的基因。“FAST是国家出资建造的基础科学工程，但FAST的超算这部分是当地企业（天眼公司）、IT企业和科研院所一起建造的，后期的运营也在天眼公司，这是一个彻底不同的运营形式。”张佩珩说。

  “我国超算的开展形式，曩昔都是以政府科研投入为主导、当地政府配套建造，先建超算（设备）再找使用，这种使用形式一直是个困扰。超算怎么蹚出一条新路子，新的投入、使用形式，都面对应战。”我国核算机学会高功能专业委员会秘书长张云泉说，黔南超算中心在探究超算新的开展之路上，进行了有利测验。

  依照天眼公司董事长田儒彬的想象，建造、运维超算中心仅仅工作的起步，将来要以FAST和超算中心为依托，大力展开科技参观、文明旅行、影视动漫等工业，经过工业循环来反哺超算中心、进一步取得盈余。

  张云泉以为，民间本钱以不计前期投入产出比、寻求工业循环来盈余的形式来建造、运维超算，这关于超算工业的开展，是一条值得探究的可持续开展之路。

  “曙光建造了不少大大小小的超算中心，民间集资参加构建这仍是第一次。国内超算这条路要想走得更好，就需求把这条路走通。”曙光公司副总裁任京旸在承受《我国科学报》记者专访时说，超算工业仅靠国家投入是长不成伟人的，民营本钱的介入是为超算工业注入新的生机。

  任京旸表明，曙光在黔南超算项目上一直着重将性价比放在第一位，“这不仅仅为了省钱，而是必定要把这个演示做成，将来让其他本钱看到这条路是可行的”。

  在任京旸看来，东南亚区域是超算使用需求的另一块高地，而贵州的演示效应将会对这些新式商场的蓬勃开展起到推进作用。

  “黔南超算建成后，东南亚国家可以来贵州观摩，可以看超算的渠道对科学研讨的支撑，看它对工业链的集合和引导，这关于区域经济的晋级是一个很好的学习。”任京旸说。

  最让张云泉津津有味的是，黔南超算中心在使用形式上比其他超算中心有显着的优势：黔南超算中心开建伊始就瞄准FAST的超算需求，这对超算中心从规划到布局各方面的建造都有活跃的影响。

  超算中心的用电一直是一个大问题，而依据使用需求来定制超算设备，就可以尽可能的避免超算中心规划过高的运算峰值，以此来下降用电本钱。

  “咱们曾经建超算中心，运算峰值规划得高，还要有一个去找使用填满运算的进程，这样的一个进程无疑存在无谓的耗费。黔南超算是FAST要多少核算量就规划多高功能，逐渐完成后期需求，这样就减少了中心的糟蹋。”张云泉告知记者。

  张佩珩对此感受颇深：“FAST项目和SKA的核算都有清晰的核算需求，所以这个超算中心一旦投入运营，它的CPU负荷很快就能上去，大部分核算才能用于科学核算。”

  此外，张佩珩指出，正是因为使用需求十分清晰，这让科技支撑人员对机器的体系结构、软件优化等方面的研讨方针也特别清晰，这关于超算设备的高效工作是另一大确保，“这让咱们心里很结壮”。

  作为建造者的曙光公司也领会到了这种结壮感。“命题清晰，解题的力气就能聚集，最终出来的成果必定是又快又好。”任京旸表明，环绕特定使用做定制，这关于硬件厂商而言，供给的产品不光能确保作用，还比通用产品强。

  黔南超算中心还占有着“有利地势”优势。田儒彬介绍说，黔南区域归于喀斯特地貌，颇多暗河窟窿，而未来超算中心的机房就要建在溶洞里，除对散热有贡献外，还能开发科技参观旅行。

  “曩昔是先有超算再找需求，这次是先有需求再建超算，还要产出经济效益，是一个思路的转化。”张云泉说，这应是未来高功能使用开展的趋势。

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