曙光历军：沁园春·先进计算

沁园春·先进计算

信息时代，万物互联，比特奔腾。

看摩尔定律，日臻极致；

计算科技，创新纷呈。

异构并行，深度学习，试将数据变智能。

新超算，冲百亿亿次，全球争锋！

云开雾散随风，高通量里又起新声。

恰类脑芯片，初露端倪；

超导量子，来日相逢。

数字中国，智慧社会，百城百行需求生。

曾想过，创先进计算，捭阖纵横？

2018年2月3日，中国信息化百人会成立五周年暨未来展望座谈会在京举行。会上，历军代表中科院先进计算技术创新与产业化联盟及中科曙光，发表了题为《沁园春·先进计算》的致辞，与众多嘉宾分享了对先进计算的未来畅想。

回顾历史，计算技术一直在推动人类文明的进程。如算盘的出现，促进了中国古代商业文明的发展。而近代西方文明之所以能够通过现代化超过东方，在美国史学家艾尔弗雷德·克罗斯比(Alfred Crosby)看来，一个关键的因素，就在于欧洲人自13世纪以来对精密计算的狂热，推动了他们在钟表、音乐、艺术乃至航海技术、科学和制造业等方面的发展。随着1945年世界上第一台通用数字电子计算机的问世，计算技术进一步推动人类社会从工业文明进入信息文明。过去70年，计算机技术已经从早期的大型机，到小型机、PC、互联网，发展到了今天的云计算、大数据、人工智能、物联网阶段。如IDC所言，今天我们正处在以移动计算、云计算、大数据分析、社交商务为代表的第三代计算平台，并正在朝以数字技术和人体生物系统进行集成为特征的第四代计算平台迈进。

迎接大计算时代

这无疑是一个“大计算”时代。据Gartner预测，到2020年将有超过260亿个物联网设备连接到互联网，全球数据总量将达35,000EB，相当于80亿块4TB硬盘的容量，面对持续产生的、不同结构类型的海量数据，传统的计算技术已渐显疲态。随着数百亿个设备即将接入互联网，对计算技术的要求越来越高，不仅要算得快，还要算得好，算得稳，算得多，并可以节省能源。同时，随着近年来国际半导体技术在材料和制程工艺方面越来越逼近物理极限，摩尔定律也日渐趋缓，传统计算技术的发展面临体系性困局。为此，人们从不同层面、不同角度、不同应用场景进行创新，五花八门的计算技术、产品和概念不断涌现。一批面向未来的先进计算技术与产品如E级计算、异构计算、量子计算、认知计算、类脑计算等，正纷至沓来，不断刷新人们对计算的认知。

概括来说，先进计算是指融合计算、存储、网络、控制等技术，构建新一代信息基础设施，实现人、机、物的互联互通、信息共享和智能应用。其技术发展方向大致可以分为两类，一类是对现有技术和架构的不断优化升级，如E级超算、云计算、大数据计算、深度学习、人机物三元融合计算等，另一类是对传统计算技术和架构的颠覆性创新，如超导量子计算、类脑计算、光子计算、新型变革性器件等。先进计算涉及计算原理、材料、工艺、器件、系统、算法、网络架构、应用等多个领域，是新一代信息技术产业的核心和基石。

曙光的实践

过去二十多年来，曙光一直致力于推动计算科技的创新与产业化发展，并正在进入如上所述的先进计算领域。如高性能计算，从最早的曙光一号，到曙光6000，产品技术经历了六、七次迭代变革，今天曙光正在做的，是试图攻克E级计算在功耗、性能、体系结构等方面面临的世界性难题；在云计算领域，曙光从2009年开始布局城市云服务网络，迄今已经部署了40多个城市云中心，支撑地方的政务信息化和智慧城市应用；在方兴未艾的人工智能计算领域，曙光致力于打造完整的人工智能计算产品线，支持适用于不同应用场景的多种芯片，同时促进高性能计算、大数据、云计算和深度学习等多元计算模式的深入融合。在2017年中科曙光智能峰会上，曙光公司董事长李国杰院士还向业界呼吁，未来10-15年中国应力争在大数据和人工智能领域做出像电子计算机、集成电路、互联网一样的重大发明。

另一方面，曙光作为中科院先进计算技术创新与产业化联盟的理事长单位，也承担着促进科技成果转移转化，实现院地合作对接的职责。近年来，中科院在人机物三元融合计算、高通量计算、神经网络与类脑计算、超导量子计算等更具颠覆性的先进计算技术领域进行了前瞻性的科研布局与探索，已经陆续产生了一批重量级科研成果。

有些成果已经融入曙光的产业化市场平台，如2015年我们与中科院大气所联合成立“中科三清”，推动基于高能计算的大气污染监测与预防，实现“科学治霾”，与中科院电子所联合成立“航天星图”，实现基于高分卫星对地观测的空天大数据产业化应用。2017年秋季曙光还发布了全球首款基于寒武纪芯片的AI推理专用服务器PHANERON。另外，针对互联网、物联网环境下海量并发数据带来的挑战，曙光将进一步与中科院计算所在高通量计算系统的研制与产业化方面展开合作。与传统的主要运行并行应用的高性能计算机不同，高通量计算机是一种面向物联网应用场景的数据中心计算机系统，前者强调“算得快”，后者强调“算得多”、“算得好”，其特点在于以低成本、高扩展、集中的硬件和软件系统栈处理高并发和独立的数据密集型负载。

计算力就是生产力

我们知道，计算力之所以能成为生产力，不仅在于作为生产工具的计算机本身的性能有多强，更关键之处在于它与行业应用的结合。当前，先进计算技术正在越来越多的跟各行各业的应用相互融合，从而带动科技、经济、社会的创新发展。如智慧城市是物联网、云计算、大数据、智慧分析等一系列技术的融合创新应用；科学研究领域则正在从第三范式（传统的计算模拟与数字仿真）走向第四范式（基于大数据相关性分析的科学发现和研究），同样依赖于高性能计算与科学大数据、深度学习之间的深度融合。

曙光正以不同的方式让先进计算技术服务于“大科学、大系统、大工程”类应用领域。传统的方式是为用户提供强大、好用的计算系统，如在国产大飞机发动机的仿真设计中，我们为其提供高性能计算系统。另一种方式是和用户一起设计软硬件一体化的平台，如我们与中科院大气所等单位共同合作研制“地球系统数值模拟装置”，与商汤科技等企业一起联合研制城市视频综合智能处理系统。

第三种方式是将计算作为一种服务（Computing as a Service）提供给用户。过去10年，曙光已经在全国建立了几十个城市云中心，为地方政府的政务信息化、智慧城市等应用提供安全、稳定、高效的计算服务；现在，在我国创新驱动发展战略的指引下，面对区域、行业推动科技创新的浪潮，我们希望能进一步联合中科院相关院所及行业上下游相关机构，共同发展先进计算中心，将高性能计算、深度学习等先进计算技术与生物基因、智能制造、新能源等科技产业创新结合起来，带动先进计算技术创新与产业的进一步发展。

万里征程风正劲，千钧重任奋争先。2018年，曙光将进一步整合中科院先进计算技术创新与产业化联盟的技术、成果与资源，推进先进计算技术发展，推动先进计算中心落地，为我国科技创新、产业升级转型、区域经济发展以及“数字中国”的建设提供“先进”动力。

中国信息化百人会

“中国信息化百人会”（ChinaInfo100）是由关注中国信息化发展的一批中青年专家学者共同发起成立的学术研究平台。

致力于研判全球信息化趋势、挑战与机遇，研究中国信息化发展的重大前沿和战略问题，深度解析信息化发展对中国经济体制改革、发展方式转变、社会转型的支撑和引领作用，为探索信息化时代的中国实现现代化的新路径贡献智慧。