“天河”离我们很远吗

　　超级计算机是世界公认的高新技术制高点，也是一个国家科技竞争力和综合国力的重要标志，世界强国均将超级计算机作为一项重要的基础设施投入巨资进行研发。也许超级计算机对普通人来讲还很神秘，而事实上，超级计算机跟我们的日常生活却十分接近。“天河一号”部署到国家超级计算天津中心后，已经开始向用户提供超级计算服务。

　　2009年12月“天河一号”系统运抵国家超级计算天津中心，开展重点用户的试用和应用推广。“天河一号”以云计算的方式把计算能力输送给各行各业，用户终端小到笔记本、3G手机，都可以通过互联网享受计算服务。通过互联网，企业不出门就可以远程使用“天河一号”的超级计算能力。目前我国的超级计算机用户，主要集中在石油勘探、天气预报、生物医药、基因研究、流体力学、空气动力学、基础研究等领域，而“天河一号”设计的最终目标是服务于普通老百姓。未来“天河一号”将面向全球开放，无论走到世界什么地方，只要在网络上登录“天河一号”账户，就能享受到快速的计算服务。

　　天气预报更快更准

　　最常见的天气预报就是超级计算的结果。天气预报的基本原理是以气象卫星、气象雷达以及其他的一些观测手段，将所获得的观测资料输入超级计算机，然后用一个“全球模式程序”进行计算。所谓“全球模式”就是把地球的表面划分成纵横交错的若干个网格，把每个网格进行叠加计算，最后取得一个整体的预测效果。理论上讲，网格划分密度越大，计算结果越精准，但同时网格密度每增大一倍，所产生的计算量也要提高16倍。目前气象预报应用的主要是百万亿次超级计算机，网格边长约为25公里。

　　在超算中心的电脑屏幕上，正在显示一个立体网格组成的全球气象预报动态模型，不断刷新着颜色和角度，“就像显示屏上演示的这样，‘天河一号’投入使用后，气象预报模型的网格边长将缩小到10公里左右。”朱小谦介绍，“未来7天的天气预报，用‘天河一号’计算只需1个小时就可以完成。今后天气预报将进一步定时化，个人可以随时查询到全球某个局部区域在某个特定时间段的天气情况。这对于我们预防重大自然灾害发生将发挥非常重要的作用。”

　　仿真演算让汽车更安全

　　在国家超级计算天津中心二层展示厅内，十余台显示器正在同时进行多套仿真计算结果的演示。在这里，超级计算机计算出的数字变成了人们能够看懂的画面。记者在其中一台显示器上看到，一辆模拟轿车正在进行正面碰撞实验，通过模拟可以看到汽车撞墙后车身变形的情况。

　　汽车生产厂家在对新车进行研发设计时，考虑车辆的安全性能，必须进行碰撞实验，但又不能每一次碰撞都用实车进行，因此就需要依靠超级计算机进行仿真计算，模拟出车辆碰撞后的结果，然后发现设计缺陷，再加以改进。朱小谦指着屏幕上正在进行的试验向记者介绍：“这是我们和天津一汽在碰撞试验方面的一个合作，采用‘天河一号’的计算平台仅用64个CPU可以在100分钟内完成一个单车的正碰和侧碰试验，设计效率提高了60多倍。”

　　动漫渲染比“梦工厂”更梦幻

　　截至目前，“天河一号”系统已为40多个用户单位提供了高性能计算服务，还有数十个项目正在密切接洽中。“我们的服务对象目前主要以天津滨海新区用户为主，同时向全国开放，”朱小谦说，国家超级计算天津中心已经与中新天津生态城国家动漫产业综合示范园进行合作，共同打造世界一流的动漫公共技术服务平台。

　　有了“天河一号”的计算平台，动漫企业在制作3D电影时比美国好莱坞梦工厂速度还快，企业可以大大提高渲染效率，缩短动画影片的制作周期，原来普通电脑需一个月完成的运算任务，“天河一号”只需一天就可以完成。今年国家超级计算天津中心还将与北京某动漫公司合作，开展裸视3D影视设备和节目的设计制作、高端动漫人才培养、数字电影和动漫产品设计，逐步实现动漫设计制作的产业聚集。

　　新药研发周期缩短500倍

　　用“天河一号”模拟蛋白质分子结构，进行生物医药研发，科学家可以在较短时间内从几十万甚至几百万种化合物中筛选出有效的药物化合物组成，不仅能节省大量资金，而且大大缩短药物研制周期，这就为药物研发提供了革命性的方法和手段。

　　天津国际生物医药联合研究院是“天河一号”的用户单位之一。据介绍，研发一种新药，按照常规计算，平均要耗时10年、花费10亿美元、筛选10万个化合物。使用超级计算机后，高性能计算机辅助药物设计和高通量虚拟筛选方法的应用，为化合物活性的评价提供了极大的方便，使通常在普通计算机上需要运行一年的筛选任务缩短到一个星期，大大提高了新药研发的效率，降低了成本，给新药的发现提出了新的思路。另外，超级计算机还正在逐步应用到基因分析、人体数字模型上，人体数字模型是将每个人的内部器官组织(如心脏、血管系统、主要器官等)进行数字化，并进行定期修正，这样，就可以预测每个人的健康状况、提出保健指导，延长人的寿命，应用前景非常美好。

　　“天河一号”进行时

　　按照计划，目前国家超级计算天津中心依托“天河一号”超级计算机系统，正在打造面向高端装备制造、生物医药、石油勘探、动漫渲染、工程仿真、金融风险分析、对地观测数据处理、流体力学和空气动力学等9大领域应用平台。同时，充分发挥天津大学分中心的作用，建设好南开大学、天津科技大学分中心；近期将成立天津滨海云计算中心，为天津地区的信息化服务，为中小企业服务；拓展物联网等新型应用领域。

　　超级计算机性能的发展，至今遵循着千倍规律，即每隔十年，性能就会提高1000倍，从我国首台1亿次超级计算机“银河I”研制成功到千万亿次的“天河一号”的诞生，经过了27年，超级计算机的速度增长了数千万倍。从“天河一号”研制成功的那天起，研究人员就已经着手新一代超级计算机核心技术的研究，对于中国的超级计算机来说，未来还有无数个问号等着被破解……

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　　超级计算机通常是指由数百数千甚至更多的微处理器组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。

　　超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。随着超级计算机运算速度的迅猛发展，越来越多应用在工业、国防、科研和学术等领域。我国现阶段超级计算机拥有量为22台(中国内地19台，香港1台，台湾2台)，居世界第2位。

　　除“天河一号”超级计算机外，我国的曙光“星云”超级计算机2010年6月1日正式对外发布，其系统峰值为每秒3000万亿次，由坐落在天津滨海高新技术产业开发区内的曙光公司天津产业基地研制生产，在2010年11月17日发布的第36届全球超级计算机500强排名中，名列第三位。本版撰文本报记者陈璠本版摄影本报记者崔巧琳