從僅用16小時完成我國最大面積的石油地震勘探數(shù)據(jù)三維處理，幫助石油企業(yè)找尋油氣資源，到肩負(fù)起中國基因組學(xué)“思考大腦”的使命，再到為2012年春晚上“天鵝湖”等節(jié)目制作絢爛多姿的背景……“天河一號”———我國目前運行速度最快的超級計算機(jī)，正揭開它神秘的面紗，成為推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要創(chuàng)新動力。

超級計算機(jī)是世界高新技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點，是體現(xiàn)科技競爭力和綜合國力的重要標(biāo)志。記者了解到，在“天河一號”正式投入使用前，我國高性能計算資源相對分散，服務(wù)對象多為政府、科研單位，未能上升到服務(wù)新興產(chǎn)業(yè)，直接為經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的高度。

“天河一號”的誕生改變了這一狀況。國防科技大學(xué)研究員徐煒瑕介紹，在科技部2009年正式批準(zhǔn)成立首家國家級超算中心———國家超級計算天津中心后，天津濱海新區(qū)和國防科技大學(xué)加快了項目建設(shè)步伐。經(jīng)過一年多努力，成功研制出我國首臺千萬億次超級計算機(jī)系統(tǒng)“天河一號”。

“為了這一刻我們等了20多年。”國家超級計算天津中心主任劉光明是“天河一號”發(fā)展的見證者。2010年，他代表天河研發(fā)團(tuán)隊赴美領(lǐng)取全球超級計算機(jī)500強(qiáng)桂冠證書。

“我們僅用7個月時間就完成機(jī)房基礎(chǔ)建設(shè)，4個月完成‘天河一號’的安裝與調(diào)試，保證了在超算性能最佳的時期得到充分利用，使其成為當(dāng)前世界上獲得廣泛應(yīng)用的最快的超級計算機(jī)系統(tǒng)。”劉光明自豪地說。

的確“天河一號”投入使用以來，已對我國科研及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生較為重大的影響。它打破了國外在高性能計算核心領(lǐng)域的技術(shù)封鎖和禁運政策，為解決我國經(jīng)濟(jì)、國防、科技等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題提供了重要手段。

深圳華大基因研究院曾代表我國參與了“國際千人基因組計劃”。院長汪建告訴記者，不斷涌現(xiàn)的海量數(shù)據(jù)成為“基因組學(xué)”進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，而高性能計算機(jī)為這一領(lǐng)域帶來了曙光。“使用‘天河一號’，過去要一年才能完成的500人基因信息關(guān)聯(lián)性分析，現(xiàn)在只需三個多小時，對于提升我國的綜合國力具有重要意義。”

“天河一號”的出現(xiàn)還大幅提升了我國高新技術(shù)在國際上的影響力。目前，歐盟已與天津超算中心開展了高性能計算技術(shù)的項目合作，雙方將共同研討未來超級計算機(jī)及應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，為下一代超級計算技術(shù)研發(fā)提供指導(dǎo)。

劉光明說，包括德國國家科研機(jī)構(gòu)于利希集團(tuán)在內(nèi)的國際企業(yè)用戶，表示希望借助“天河一號”，逐步擺脫其他國家對其在超級計算機(jī)方面的技術(shù)控制。

搭建服務(wù)平臺提高國家科技創(chuàng)新能力

“天河一號”從面向用戶看，是一個多領(lǐng)域融合的公共科技服務(wù)平臺。它自在濱海新區(qū)投入使用以來，已服務(wù)于“863”計劃“973”計劃等數(shù)十個國家重大重點科技項目，使用對象目前超過300余家，服務(wù)對象從中科院、國家氣象局、國家海洋局，到中國石油東方物探公司、國家動漫產(chǎn)業(yè)示范園等。

“天河一號”對提高科研院所和高校創(chuàng)新能力、促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品競爭力發(fā)揮了很好的作用，已取得了一批具有國際先進(jìn)水平的應(yīng)用成果。其中包括，科技部以及工信部重點支持的全球氣候變化研究、中國海洋生態(tài)環(huán)境研究、與人類健康相關(guān)的基因研究和重大新藥研發(fā)，以及可控核聚變研究等關(guān)乎人類生存發(fā)展的重大科研項目的研究。

去年6月，在中科院過程工程研究所的實驗室里，科研人員利用“天河一號”開展了一項規(guī)模巨大的分子動力學(xué)模擬，以了解太陽能電池和半導(dǎo)體行業(yè)中常用的晶體硅的微觀行為，成功創(chuàng)下全球分子模擬計算的世界紀(jì)錄。

“這次模擬勾畫出了約1100億個原子的微觀行為，而之前的紀(jì)錄是490億個，運行性能也是其五倍。”研究員葛蔚告訴記者，計算機(jī)模擬對于新材料的研究與生產(chǎn)具有非常重要的意義，可最大限度地揭示細(xì)節(jié)，但成本卻比實驗要低得多。

金融領(lǐng)域也離不開高性能的計算資源。渣打銀行集團(tuán)東區(qū)首席信息官周偉杰說：渣打銀行過去一直租用國外超算資源，以滿足在金融市場風(fēng)險分析和金融市場軟件模擬測試方面的需要。“與國家超算天津中心的合作，會在風(fēng)險分析、成本分析、投資組合構(gòu)建等金融領(lǐng)域為渣打提供幫助，運算的效率也將大幅提高。”

為進(jìn)一步提升“天河一號”平臺的綜合應(yīng)用和技術(shù)開發(fā)能力，天津超算中心還與天津大學(xué)、南開大學(xué)、北京大學(xué)、中國科技大學(xué)合作建設(shè)基于云計算模式的天津超算分中心，探索在超算應(yīng)用領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新。目前，國家超算天津中心已經(jīng)與天津大學(xué)、南開大學(xué)聯(lián)合申請了多項國家級、省部級重點項目，為北京大學(xué)開展了大規(guī)模的用戶培訓(xùn)。

天津大學(xué)分中心負(fù)責(zé)人于策說“分中心的成立使得雙方協(xié)同創(chuàng)新成為可能，成為大學(xué)重要的創(chuàng)新支撐平臺。”

構(gòu)建產(chǎn)業(yè)基地推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展

利用自身的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢，國家超算天津中心充分逐步構(gòu)建起石油地震勘探數(shù)據(jù)處理、動漫與影視特效渲染、生物醫(yī)藥數(shù)據(jù)處理、工程設(shè)計與仿真、地理信息5個產(chǎn)業(yè)基地，“天河一號”正成為推動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。

動漫產(chǎn)業(yè)被稱為是新興朝陽產(chǎn)業(yè)，但同時也是我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一塊軟肋。“我們有中國功夫，也有熊貓，但有自己特色的‘功夫熊貓’在哪里？”成為業(yè)界一直以來的困惑。

“天河一號”的出現(xiàn)使得中國影視動漫從技術(shù)層面做大做強(qiáng)成為可能。“通過與國家動漫園聯(lián)手，我們打造了國內(nèi)規(guī)模最大、渲染能力達(dá)到900刀片的動漫影視超級渲染中心。”國家動漫園運營方、天津生態(tài)城動漫園投資開發(fā)有限公司公共技術(shù)平臺技術(shù)總監(jiān)王一夫表示。

他介紹，一部動畫的渲染制作周期有望由4至6個月縮短到一天，而且可同時為8部動漫影視作品提供渲染制作，大大提高了制作效率。借助該平臺，已經(jīng)完成了2011年國產(chǎn)動畫電影票房冠軍《賽爾號》、日本3D立體動畫電影《鐵拳》等多個國內(nèi)外知名作品的制作。

“有了‘天河一號’，電影制作將變得更加高效、快捷，對節(jié)省時間和節(jié)約預(yù)算有很大幫助。”著名導(dǎo)演徐克評論道。

“天河一號”還被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域，成為促進(jìn)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、增強(qiáng)核心競爭力的重要支撐。天津一汽夏利公司是“天河一號”的首批用戶之一。公司研發(fā)中心計算機(jī)室主任蘇成謙指出，實驗室利用“天河一號”為夏利的整車研發(fā)數(shù)據(jù)運算提供服務(wù)，已經(jīng)有多款新車型通過“天河一號”進(jìn)行了碰撞安全性測試，不但大幅提高了運算速度，而且縮短了整車的開發(fā)周期。

與過去背靠天津港發(fā)展裝備制造、汽車生產(chǎn)、石油化工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不同，濱海新區(qū)圍繞以“天河一號”為代表的國內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)據(jù)存儲和計算資源，正在加速構(gòu)建電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈?？偼顿Y逾2000萬美元的搜狐視頻總部、中文分類信息網(wǎng)58同城、視頻門戶酷6網(wǎng)、社交網(wǎng)站開心網(wǎng)等一批業(yè)內(nèi)新一代互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)在濱海新區(qū)扎根。

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