走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”，解鎖新質(zhì)生產(chǎn)力的未來之門

2014年，首屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會·烏鎮(zhèn)峰會在江南水鄉(xiāng)桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)開幕，也是這一年，我國手機上網(wǎng)人群首次超過傳統(tǒng)PC。

10年時間如水流逝，烏鎮(zhèn)的互聯(lián)網(wǎng)話題卻從未終止。從最初的5G，再到大數(shù)據(jù)、人工智能，直至今日引領(lǐng)風潮的大模型，“枕水烏鎮(zhèn)”已然蛻變成為了“云上烏鎮(zhèn)”。

現(xiàn)在，這里又解鎖了一枚新的科技密鑰——超級計算。在2021世界互聯(lián)網(wǎng)大會上，“烏鎮(zhèn)之光”超算中心正式落成。

7月25日，浙江省科協(xié)“走進新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動走進了“烏鎮(zhèn)之光”超算中心，桐鄉(xiāng)市科協(xié)組織了現(xiàn)代實驗學校的同學，他們帶著好奇心和31.7萬網(wǎng)友一起感受這個浙江省“最強大腦”的科學魅力。

全省唯一的超算中心有什么奧秘？

去年，隨著國家超算烏鎮(zhèn)中心順利通過了國家科技部的嚴格驗收，并正式納入國家超算中心序列，浙江終于擁有了屬于自己的國家超算中心——這是全省唯一的、也是全國第14個這樣的超算中心，填補了浙江在這一高科技領(lǐng)域的空白。

當孩子們滿懷好奇地走進國家超級計算烏鎮(zhèn)中心展廳，仿佛踏入了一個科技與未來的交匯之地。在這里，孩子們深入了解了超算中心是如何以芯片為核心，圍繞“芯—端—云—算”構(gòu)建起一條完整且自主的產(chǎn)業(yè)鏈與工業(yè)鏈。從芯片的設(shè)計制造到終端產(chǎn)品的開發(fā)，再到云端數(shù)據(jù)處理和服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都凝聚著科研人員的心血與智慧。孩子們通過直觀的展示，感受到了科技創(chuàng)新的力量，以及它對現(xiàn)代社會所產(chǎn)生的深遠影響。

隨后，大家步入了“烏鎮(zhèn)之光”超算中心，這里蘊藏著不可思議的計算力量。它的速度有多快？如果全國14億人共同努力，每人每秒進行1次運算，也要不眠不休連續(xù)算上4年，而這些“烏鎮(zhèn)之光”僅需1秒就可以完成。

步入超算中心內(nèi)部，機房內(nèi)是一排排整齊排列的超級計算機。講解老師向大家介紹道，“烏鎮(zhèn)之光”采用了國際領(lǐng)先的沉浸式相變式液冷技術(shù)，通過將元器件浸泡在一種特殊的冷卻液體中，確保這些高性能計算機能夠在無間斷的狀態(tài)下穩(wěn)定運行。

那么，這神奇的“烏鎮(zhèn)之光”超算中心究竟能夠算些什么呢？

講解老師告訴大家，“簡單地說它可以算天、算地、算人?！北热缭诤贾莸?9屆亞運會期間，浙江省大氣環(huán)境監(jiān)測預(yù)警預(yù)報平臺就是借助超算中心強大的算力，實現(xiàn)了預(yù)報精度的飛躍——將預(yù)報的最小單位空間從原來的16平方公里精確到了1平方公里，預(yù)報時長也從7天延長到了15天。不僅如此，超算中心的應(yīng)用范圍還涵蓋了人工智能、智慧城市、生命科學等多個前沿領(lǐng)域，為科學研究和社會發(fā)展提供了強有力的支持。

我國的超級計算發(fā)展有多快？

參觀完令人震撼的超算中心后，烏鎮(zhèn)超算中心運營經(jīng)理姜老師給孩子們帶來了一堂關(guān)于“超級計算”的大師課，為孩子們揭開了超級計算的神秘面紗。

什么是超級計算？姜老師告訴大家，超級計算機(Supercomputer)顧名思義，其實就是一種計算力極強的計算機，它能夠執(zhí)行普通計算機或服務(wù)器無法處理的大量資料與任務(wù)。而用以衡量超算的關(guān)鍵指標，可不單單只有運算速度，數(shù)據(jù)存儲容量以及系統(tǒng)效率同樣至關(guān)重要。

現(xiàn)在全球的超算中心主要分布在科技發(fā)達的國家和地區(qū)，如美國、中國、歐洲及日本等。這些地區(qū)擁有雄厚的科研實力和經(jīng)濟基礎(chǔ)，能夠支撐超算中心的建設(shè)和運營。根據(jù)世界超級計算機500強排名，目前全球排名第一的超級計算機是由美國橡樹嶺國家實驗室與AMD公司合作研發(fā)的“Frontier”。

21世紀以來，我國的計算領(lǐng)域進入快速發(fā)展階段，開始大力投入自主研發(fā)，涌現(xiàn)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能計算技術(shù)和產(chǎn)品。

那么，我們?yōu)楹我绱送度朐诔売嬎愕念I(lǐng)域？超算究竟可以給我們的生活帶來怎樣的變化？

超級計算的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，它不僅可以在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮重要作用，而且還能為我們的社會服務(wù)帶來巨大的幫助。如今，“烏鎮(zhèn)之光”超算中心已經(jīng)成為了科研領(lǐng)域的堅強后盾，為包括烏鎮(zhèn)實驗室、之江實驗室、南湖實驗室在內(nèi)的多個重點實驗室提供了強大的算力支持，助力科研人員在材料科學、生物醫(yī)學、天體物理等領(lǐng)域取得重要突破。

姜老師還跟大家分享了高性能計算的發(fā)展為汽車設(shè)計行業(yè)帶來的巨大變革。通過高性能計算，汽車設(shè)計師和工程師能夠以前所未有的速度和精度模擬和分析汽車的每一個部件和整體性能，從而提高設(shè)計效率和質(zhì)量。

此外，在我們熟悉的影視領(lǐng)域，高性能計算也能發(fā)揮巨大的作用。如今許多電影都采用了大量虛擬畫面，給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴。而普通計算機因為計算能力有限，難以應(yīng)對大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的渲染需求。比如科幻電影《阿凡達》就通過高性能電腦的強大計算能力，成功塑造了一個充滿奇特植物和生物的潘多拉星球——星球上的每一片樹葉、每一顆石頭都經(jīng)過精細的渲染，呈現(xiàn)出令人驚嘆的視覺效果。

超級計算如何改變我們的生活？

·科學研究領(lǐng)域應(yīng)用

「氣候模擬與預(yù)測」

利用高性能計算機進行大規(guī)模氣候模擬，提高氣候預(yù)測的準確性，為應(yīng)對全球氣候變化提供科學依據(jù)。

「生命演化」

通過高性能計算對生物大數(shù)據(jù)進行深度挖掘，揭示生命現(xiàn)象的奧秘，推動生物醫(yī)學研究的發(fā)展。

「天體物理模擬」

借助高性能計算模擬宇宙天體的運動和演化過程，深化對宇宙奧秘的認識。

·工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用

「汽車設(shè)計與仿真」

運用高性能計算技術(shù)對汽車進行精細化設(shè)計和碰撞仿真，提高汽車的安全性能和研發(fā)效率。

「石油勘探與開發(fā)」

通過高性能計算對地質(zhì)數(shù)據(jù)進行處理和分析，輔助石油勘探?jīng)Q策，降低開發(fā)成本。

「新材料研發(fā)」

利用高性能計算模擬新材料的結(jié)構(gòu)和性能，加速新材料的研發(fā)周期，推動材料科學的進步。

·社會服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用

「智慧城市構(gòu)建」

借助高性能計算整合城市運行數(shù)據(jù)，優(yōu)化城市管理和服務(wù)，提升城市居民的生活質(zhì)量。

「醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)分析」

通過高性能計算對海量醫(yī)療健康數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，為疾病預(yù)防、診斷和治療提供有力支持。

「金融風險評估」

運用高性能計算技術(shù)對金融市場數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和分析，及時發(fā)現(xiàn)潛在風險，保障金融市場的穩(wěn)定運行。

【“走進新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動】

隨著科技日新月異的發(fā)展，新質(zhì)生產(chǎn)力正以前所未有的速度重塑我們的世界。浙江省科學技術(shù)協(xié)會積極響應(yīng)時代呼喚，傾力打造“走進新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動，旨在深耕青少年科普教育，依托浙江省獨特的“315”科技創(chuàng)新體系與前瞻性的“9+6”未來產(chǎn)業(yè)布局，引領(lǐng)公眾步入科技前沿，感知科技魅力，提升全民科學素質(zhì)，共繪創(chuàng)新發(fā)展藍圖。

2024浙江省科學技術(shù)協(xié)會“走進新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動，以豐富多元的場景式、體驗式、沉浸式科普形式，搭建起公眾與前沿科技之間的橋梁，共同探索合成生物、基因編輯、腦科學與人工智能、氫能儲能、空天信息、地空一體、元宇宙、深地深海等八大未來產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新脈絡(luò)。