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科技工作者日:谁来关心他们的“计算焦虑”?

2022年05月10日
       5月30日是第5个“全国科技作业者日”。在这个向科学家问候的日子, 钱学森、邓稼先、吴文俊、袁隆平、黄旭华等许多老一辈科学家在这天成为人们“追星”的目标。人们总是要问:在那个一穷二白的年代, 他们是怎样做到的?尤其是, 那个没有电子核算机的年代, 他们是怎样运算、模仿、规划的?用算盘吗?还真是。一.从算盘到超算(黄旭华院士至今收藏的“行进”牌算盘)这张图是“我国核潜艇之父”黄旭华院士至今仍收藏着的一把“行进”牌算盘。许多人或许幻想不到, 我国的第一代核潜艇, 是用算盘和核算尺一点点算出来的。我国核潜艇的别的一位“开荒牛”、近来被中宣部追授“年代榜样”称谓的彭士禄院士, 也曾回想说:“那时没有电脑, 仅有一台手摇核算机, 我们就拉核算尺、打算盘, 那么多的数据都是靠这些东西没日没夜地算出来的。”那时的我国, 一穷二白。尽管如此, 仅靠算盘、核算尺, 加上一台手摇核算机, 彭士禄、黄旭华和科研人员核算了十余万组数据, 成功确认了100多个参数。(彭士禄、黄旭华等在我国战略核潜艇前的合影)有时为了确保数据精确, 常常是算盘、核算尺两组一起算,

直到成果共同。终究, 他们完成了潜艇核动力设备的根本规划方案。图上这把算盘, 曾陪同黄旭华度过无数个日日夜夜。一代艇如此, “两弹一星”研制前期也如此。下面这张图, 便是为两弹一星研制做出过卓越贡献的“飞鱼牌”手摇核算机。(“两弹一星”功臣邓稼先运用过的飞鱼牌手摇核算机)听说, 当年苏联专家撤离时, 给我国科学家们留下了一个原子弹研制的要害数据, 但这个数据却与我国科学家核算的成果不共同。“两弹一星”功臣邓稼先和搭档们就靠着这一台台手摇核算机, 花了一年多的时刻算出了正确的数据,

终究成功研制出我国第一颗原子弹。说起核算机, 我国闻名流体力学家、中科院院士童秉纲曾有一段难忘的回想。他记住, 1972年他被派去沈阳一个航空工厂的规划科, 从事空气动力学方面的研讨。其时, 沈阳工厂引进了一台核算机, 但这台核算机运转十分不安稳, 常常一不小心几个小时的运算数据就全毁了。童秉纲只能组织在后深夜上机, 出于对运算的忧虑, 他常常后深夜不能睡觉。
       长时间超负荷作业损耗着他的身体, 以至于推陈出新失调, “走起路来虎头蛇尾”。后来, 跟着我国核算机作业的起步、展开和腾飞, 科技作业者逐渐用上了国产的核算机和超级核算机。从“勋绩机”109丙机到100系列, 从银河-I巨型机到“曙光一号”, 再从“曙光1000”到“威风·太湖之光”, 我国逐渐治好了“核算机焦虑症”。(我国1974年联合规划的DJS-130机)二.人多粥少的核算焦虑但科技作业者们的“核算焦虑”还没有治好。许多人没有触摸过超算, 误以为运用超算和个人电脑相同, 这明显不对。以最常见的资料核算为例, 研讨人员为了取得某特性的合金资料(比方要满意某航空器要求), 首要需求对资料建模, 然后将模型(比方运用Fortran和vasp)写成代码、程序发给超算。得到核算成果后, 假如资料特性不合格, 就要调整模型、改代码从头核算, 如此往复, 直至得到满意要求的资料模型。整个进程不免需求屡次核算, 而拿到成功模型却在试制样品时得不到合格资料也是常有的事儿, 这样一来, 还要再去重复上述进程。尽管进程弯曲艰苦, 但假如没有超算直接制样试验, 找到合格配方的合金资料没个几十年是难以成功的——超算模仿核算已极大加快了这一进程。资料核算还仅仅使用超算的一种, 汽车工业、高端制作、生物信息、药物研制、气候模仿、海洋环境、动力勘探、航空航天……这些范畴向行进的每一步, 都离不开超算。再加上近几年大数据分析和机器学习等人工智能使用逐渐成为超级核算机的首要负载, 坊间数据“全球的算力需求每三个半月翻一倍”虽稍显夸大, 但也反映了问题。需求科学核算的人数也在不断添加。2019年7月, 国家统计局发布的《新我国建立70周年经济社会展开成果陈述》显现, 2018年, 我国按折合全时作业量核算的全国研制人员总量为419万人年, 是1991年的6.2倍。在核算机仿真和大数据核算越来越替代试验成为干流科学研讨范式的今日, “人多粥少”的超算有必要以更高效的方法传递到用超算的人手中。自建中小型超算用起来既便利也不便利:便利在没人争抢资源, 不便利在凡事都要亲力亲为——从超算的开关机及日常保护这些繁琐事项, 到核算底层开发和优化这些需求高度专业的技能活儿, 科学家们独力难支。超算云年代的到来, 水到渠成。三.超算云服务年代“超算云”与“云核算”概念略有不同, 它是超算具有者或第三方组织者将超算资源以云服务的方式供给给用户, 处理的是用户“无超算可用”“无好超算用”“因缺少技能支撑而超算难用”等问题。“并行科技”是国内最早展开超算云服务的组织之一, 近10年的职业服务堆集已助其生长为我国超算云服务的领导者。并行科技根据国家网格与云核算技能, 结合本身多年高性能核算研制经历, 推出“并行超算云”一站式超算服务渠道, 迄今已归纳300+HPC集群向20多个职业的5万多用户(大都为各行各业的科学家)供给超算云服务。这背面, 超60万CPU核、超30万台软件装机量的海量资源, 已占了通用核算的半壁河山。研讨方向为“激光束缚核聚变”的上海某所某研讨员说, 激光试验中一些核算使命, 无法经过所内自建服务器来满意, 比方大规模模仿仿真, 他就挑选并行超算云。“用超算云做一个开端的模仿仅需几万元, 比较每次几十上百万的激光试验, 节省了许多经费。”这位研讨员说。企业研制也看到了超算云服务的优势。国内风电龙头金风科技在2017年成为并行科技的用户。在金风科技看来, 比较自建超算, 并行超算云意味着“多快好省”:资源足够且安稳, 有充沛的研制支撑和及时高效的客户服务, 在确保事务继续性的一起, 具有较高性价比, 可大大下降公司本钱开支。笔者调查到, 以超算云服务供给核算资源的方式正在国内流行起来。一方面, 国家超算广州中心、中科院超算中心、国家超算长沙中心、国家超算无锡中心、北京超级云核算中心等许多大型超算中心构成的海量资源池的超算“电力网”, 正经过超算云将这个算力网接入千万科研作业者的电脑。别的, 阿里云、华为云、浪潮云、腾讯云等也逐渐开端推行超算云的服务形状。
       研讨方向为“激光束缚核聚变”的上海某所某研讨员说,

激光试验中一些核算使命, 无法经过所内自建服务器来满意, 比方大规模模仿仿真, 他就挑选并行超算云。“用超算云做一个开端的模仿仅需几万元, 比较每次几十上百万的激光试验, 节省了许多经费。”这位研讨员说。企业研制也看到了超算云服务的优势。国内风电龙头金风科技在2017年成为并行科技的用户。在金风科技看来, 比较自建超算, 并行超算云意味着“多快好省”:资源足够且安稳, 有充沛的研制支撑和及时高效的客户服务, 在确保事务继续性的一起, 具有较高性价比, 可大大下降公司本钱开支。笔者调查到, 以超算云服务供给核算资源的方式正在国内流行起来。一方面, 国家超算广州中心、中科院超算中心、国家超算长沙中心、国家超算无锡中心、北京超级云核算中心等许多大型超算中心构成的海量资源池的超算“电力网”, 正经过超算云将这个算力网接入千万科研作业者的电脑。别的, 阿里云、华为云、浪潮云、腾讯云等也逐渐开端推行超算云的服务形状。四.与科学家一路并行, “C位”永久留给“C”笔者调查并行科技多年。并行科技作为一家名望并不太出圈的企业, 可以在国内引领起超算云服务之风, 一方面得益于背面专业的超算使用支撑团队(由一批专业核算开发人员和并行使用专业人才组成), 另一方面则是他们一向把服务科学家(及其他用户)用好超算作为最重要的事来做的企业文化。用好超算是有门槛的, 并行科技推行超算云服务的进程, 贡献了许多自动支付。换言之, 并行不只重视用户眼前的急难愁盼, 还会自动处理共性难题。例如, 针对合肥某院黄老师团队PyCDT软件的装置难题, 技能服务团队不只第一时刻交流处理、给出处理方案, 为了防止相似情况的产生, 他们又把PyCDT软件布置到超算公共环境, 并为后续用户预置的软件作了进一步完善。再如, 在战“疫”举动中, 并行科技也一向与展开各类疫用研制的科学家们一路并行。根据北京超级云核算中心的通用核算资源,

并行科技不光第一时刻为南科大、中科院长春应化所、晶泰科技等需求超算的团队供给超算云服务支撑, 还为这些抗疫勇士们供给专属“云行列”功用, 协助他们完成使命云调度, 处理使命“排队”问题。
       这样的比方还有许多。用并行科技的话来说, 他们心目中“C位”永久留给“C”(Customer):“这不是某一天要做的工作, 而是每一天都要做的工作。”在第5个全国科技作业者日到来之际, 并行科技推出第二届“530并行日”, 拿出核算资源免费给科技作业者试用, 让他们体会省心的科学核算服务。接连两年, 并行核算现已拿出价值500万元的核时数助力这一举动, 向科学家问候。(向科学家问候的姿势:与他们一路并行)并行科技还着眼于未来的超算使用保证。
       比方, 并行科技继续加大“并行基金”的投入, 接连9年举行“全国并行使用挑战赛”(PAC), 开掘和定向培养高性能核算机人才, 经过扩展人才培养助推我国科研数字化展开, 缓解科学家们的核算焦虑。“科技无止境, 对科技的臂助相同如此。”并行科技写下的这句话, 在“全国科技作业者日”这天显得愈加含义特殊。科学核算“底座”引擎效果正益发凸显, 与科技作业者们一路并行的“并行科技们”, 也将走得更快更远。“夸姣的日子是因为有科学家在斗争”。向一切的科技作业者致意!
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