http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 05:36:08 來源:《中國電子報》
今年11月,最新的全球超級計算機500強排行榜在美國正式公布,由中國國防科學技術大學研製的中國“天河一號”二期係統(天河-1A)雄居首位。國產高性能計算機(HPC)峰值的不斷刷新,使國人越來越關注HPC。而更值得關注的是,HPC逐漸走出科學計算圈子,為汽車碰撞、飛機風力測試、家電設計等民用領域帶來巨大價值。


HPC加速製造業升級
在過去,HPC主要是在氣象、石油開采、科學計算、生物研究等這些“象牙塔”領域中應用,但其實HPC對推動產業升級具有非凡的作用,尤其是在能源、電子、電氣等領域的工程設計方麵。
根據美國科學研究院工程技術委員會的測算,數值模擬仿真可提高材料成品率25%,降低工程技術成本13%至30%,降低人工成本5%至20%,提高設備利用率 30%至60%,縮短產品設計和試製周期30%至60%。
目mu前qian國guo內nei重zhong要yao的de城cheng市shi都dou在zai布bu局ju超chao算suan中zhong心xin,來lai自zi他ta們men的de相xiang關guan數shu據ju顯xian示shi,越yue來lai越yue多duo的de工gong業ye企qi業ye正zheng在zai成cheng為wei他ta們men的de計ji算suan服fu務wu對dui象xiang。比bi如ru,上shang海hai超chao算suan中zhong心xin就jiu正zheng在zai為wei汽qi車che、核電、鋼鐵、新材料、飛機製造等眾多領域企業提供計算服務,因而為這些企業節省了大量的人力與投資成本。
以“大飛機”xiangmuyanzhiweili,yiwangdeyanjiuzhuyaoyikaofengdongshiyanlaishixian,jizaitedingchangsuoyonggufengjimonigaokongfeixingzhuangtai,laiceshifeixingdegexiangshuju。yicishiyandehuafeijiuchaoguoqianwanyuan,zaizhenggeyanzhiguochengxuyaohenduocishiyan,chengbenhengao。ershiyonglejuyoubaiwanyicijisuannenglideshuguang5000A,試驗過程就可以通過電腦模擬來實現。
qichepengzhuanganquanceshiyetongyangruci,zaimeiyoucaiyonggaoxingnengjisuanjinxingmonipengzhuangqian,tongchangyiliangqichexuyaojinxingliuqicidepengzhuangcainengcaijidaosuoxuyaodeshuju。danshiyoulegaoxingnengjisuanmonifangzhendebangzhu,pengzhuangshitiqichedecishujiukeyidadajianshao。
大型發電、石油化工領域的大型鑄件,其設計階段的模擬計算如果用一般計算機需要3個月時間,而在中科院超算中心通過大型鑄鍛件的模擬計算軟件進行並行化後,在高性能計算機上運行,隻需要8個小時的時間。大大縮短了設計周期,提高了產品質量。
同樣在家電等許多重要電子設備的設計環節,HPC能夠大大縮短設計時間,加快產品上市步伐。
其實,HPC對於製造業的升級所發揮的作用,不是HPC做不到,而是我們沒有想到。北京超算中心的負責人曾宇曾對記者呼籲,希望更多的工業企業能夠意識到HPC的重要作用和魅力,更多地借用這樣的手段加速自己的企業升級。
應用軟件期待更多支持
應該說前麵所羅列的HPC對製造業升級所起的作用,僅僅是冰山一角。製造業對HPC有巨大的需求,但要想讓HPC能夠為製造業升級釋放更多的能量,其關鍵是要推動製造業HPC應用的開發,如果沒有應用,HPC也就是一大堆巨型計算機。
英特爾(中國)有限公司品牌與市場策略經理顧凡說:“超級計算機隻是工具,高性能計算應當回歸應用,現在HPC機器已經達到千萬億次,但是要找到這麼‘大’的應用比製造機器更難。”
要開發HPC在各個細分製造領域的應用軟件,麵臨著巨大的挑戰。
HPC應用軟件與傳統的應用軟件相比有著門檻高、市場相對小的特點,而且HPC應用軟件比其他應用軟件的開發存在根本上的難題。
清華大學計算機係副主任陳文光對記者說:“中國的HPC硬件水平與國外之間的差距不斷縮小,但我們在HPC軟(ruan)件(jian)與(yu)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)的(de)差(cha)距(ju)更(geng)大(da),僅(jin)僅(jin)是(shi)在(zai)少(shao)數(shu)領(ling)域(yu)的(de)少(shao)數(shu)幾(ji)個(ge)程(cheng)序(xu)是(shi)源(yuan)自(zi)國(guo)內(nei)設(she)計(ji),大(da)部(bu)分(fen)的(de)應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)都(dou)來(lai)自(zi)國(guo)外(wai),並(bing)行(xing)應(ying)用(yong)開(kai)發(fa)的(de)人(ren)才(cai)極(ji)度(du)缺(que)乏(fa),需(xu)要(yao)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)加(jia)強(qiang)人(ren)才(cai)培(pei)養(yang)和(he)市(shi)場(chang)的(de)培(pei)育(yu)。”
就HPC的應用難開發的原因,微軟科學計算事業部總經理KyilFaenov認為,一方麵在於開發的思路,HPC的de硬ying件jian具ju有you並bing行xing化hua的de處chu理li能neng力li,但dan是shi開kai發fa者zhe如ru何he把ba邏luo輯ji計ji算suan的de思si維wei變bian成cheng並bing行xing化hua非fei常chang困kun難nan,改gai變bian編bian程cheng的de思si維wei對dui於yu軟ruan件jian人ren員yuan來lai說shuo是shi巨ju大da的de挑tiao戰zhan;另一方麵是因為缺乏有效的開發工具和開發平台。從幾年前開始,微軟加大了對HPC投入力度,並推出了相關的開發工具與HPC的平台,使更多的開發人員能夠簡單、便捷地開發HPC應用程序。
中國科學院計算技術研究所副所長孫凝暉對表示,國外的HPC應用之所以能夠發展起來,與政府的支持密切不可分,應該說HPC應用的開發需要比普通軟件更多的支持,隻有更多的政策向這個領域傾斜,就像對待HPC硬件一樣,中國的HPC應用才能夠發展壯大。