E级超算“抢位战”打响，超算之路道阻且长

　　超算在一个国家科技实力中占据重要地位。当前中国正处于产业结构升级的关键阶段，作为科技创新核心竞争力之一，超算行业面临着全面发展的战略机遇，但挑战也更为严峻。

　　一方面，受制于信息技术产业整体水平，我国商用超算系统的核心技术突破的面还不够宽；另一方面，尽管我国在自主可控的超算系统研发方面取得长足的进步，但研发的一次性工程（NRE）费用较高，产业发展可持续性方面需做更多探索。而且，高性能计算的核心技术并非中国首创，我们是技术的跟随者。

　　与国外厂商相比，国内科研机构、企业的研发往往是在若干单点技术上进行跟踪和突破，很多重要应用需要采购国外昂贵的商业软件。

　　现有国家项目的组织机制和管理方法以中短期的项目资助模式为主，强调单点应用或技术突破，缺乏全局生态环境的顶层设计和产业化持续造血能力，导致项目结束后，超算系统和应用的后续迭代投入和产业化推广面临困境。整体看，近10年来，国内超算生态环境建设坚持公共性服务平台的属性取得了丰硕成果，减少了由地方、行业或者企业自建超算中心而造成的资源重复投入的弊端，但应用软件开发不足仍是最薄弱的环节。

　　目前，我国大型科学计算的应用软件基本上依靠进口。一些国家重大行业企业研发了部分应用软件系统，但多数停留于自研自用，缺少相应的产业化工作，商业推广应用能力不足，较难被行业更多用户认可。我国超算经费用于应用软件开发的还不到10%，约为美国的1/6。补齐软件短板的关键是人才，但目前能培养高性能计算软件人才的大学很少。

　　另一个薄弱环节是企业应用。美国公司的超算系统规模是中国公司的10倍多。例如，汽车行业的通用、克莱斯勒等公司，每家都有10多个超算系统；英国石油公司（BP）也有世界上最大的工业用超级计算机。而在我国，使用高性能计算机较多的是百度、阿里巴巴、腾讯等网络服务公司，在制造业的应用规模较小。只有通过企业的工业化设计，采用标准化组件和Scaledown技术，才能使小规模的高性能计算机具有很高的性价比，通过批量销售覆盖NRE成本，使国家科研投入获得较高回报。因此，我国超算技术研发应该结合产业和用户迫切需求进行布局，坚持技术创新与产业化结合，坚持设计与开发一流品质的产品，肩负起超算产业市场推广和产业辐射的重任，让超算更多造福于社会。

　　经过40年的创新发展，我国超算正在从以政府主导的机器研制带动应用发展阶段，进入以应用需求引领系统研制的阶段。超级计算能力只有实际应用于科研与产业，切实推动科技创新，提升工程设计和科学认识水平，才能实现其核心价值。因此，我国超级计算能力的提升，亟需从基础研究、技术突破、产品研发到应用推广的协作有效运行。以应用为牵引、以解决实际需求为导向，应是我国超算进一步发展的基本出发点。

　　从这一目标出发，发展超算应注重以下问题：

　　一是国家在安排高性能计算重大科研工程任务时，应同时重视基础性的研究，例如变革性系统结构和颠覆性器件研究，如新型存储器件，超导、量子、光子器件等，以及几种器件的跨界协同设计。降低功耗的技术突破应摆在最优先的位置。

　　二是要抓住新型超级计算机的战略机遇，从“标准跟随”转变为“标准主导”，重视新型超级计算机系统的评估体系建设，重视基础和主干的技术创新，从而有机会引领产业发展。

　　三是发展超级计算机一定要有国家战略导向以及战略中的挑战问题导向。在研制之前，应用部门要把急需解决的挑战问题以基准测试标准（Benchmarks）的方式明确提出来，以可考核的应用性能指标来评价正在研制的计算机，这也便于超算的后续应用和产业化推广。

　　四是超算行业应努力构建一个涵盖系统硬件、系统软件、开发工具、应用软件包括人才队伍的生态环境。

　　目前我国在超算系统建造技术方面已居世界前列，但超算产业技术复杂、研制周期长、投资巨大、参与部门多、辐射面广，需要多方协同建设先进的超算生态环境，并在体制机制方面加快创新探索。

　　五是国家超算中心建设应各具特色，各有侧重。目前我国已经建设了深圳、天津、无锡、长沙、广州和济南6个国家超级计算中心，应鼓励把现有的超算中心建设成为各具特色、聚焦于不同学科领域的合作交流平台、人才培养平台和应用开发平台，形成科技创新带动的产业化集群中心，更多地服务于区域产业结构升级。

　　此外，国家应该鼓励高校和企业合作，积极拓展多种形式的学术界和产业界人才培养模式，加强国内外人才交流合作。

　　当下，超级计算技术已成为解决国家发展面临的重大挑战性问题和科技创新的必备工具，计算科学领域也正从传统的计算模拟与数字仿真走向基于大数据相关性分析的科学发现和研究，而人工智能的突破正是建立在计算能力突飞猛进和深度学习算法日益成熟的基础上。因此，高性能计算机尤其是智能超级计算机的研制成为科技创新竞争的制高点和大国博弈的重要领域。

　　美、日等国普遍预计2020——2021年，百亿亿次的E级超级计算机将登上历史舞台，并对此早有布局。我国的“天河”“神威”曙光以及联想等公司也都在积极研发超算技术。但相比美国长期在系统研制、计算应用、超算服务等方面的领先优势，要想在核心技术首创方面有所突破，我国还有很长的路要走。