成为超算强国,中国面临的三大挑战

一年一度的全球规模最大的超算盛会—ISC2019即将在德国法兰克福召开，会上将公布全球超算TOP500排行榜。

近年来，中国超算取得了举世瞩目的进步，不仅有“天河二号”“神威·太湖之光”连续5年雄踞全球超算Top500榜首，还在2016~2017年连续两年摘得“戈登贝尔奖”。

但在取得辉煌成绩的背后，我们也应清醒的意识到，中国距离真正意义上的超算强国还有相当长的一段路要走。

细究超算技术及产业化现状，我国在超算能耗、软件应用、人才等方面，有一系列待补齐的短板，如果不能克服这些挑战，在超算领域，都不能算作真正意义的强大。

挑战之一：能耗考验，无法回避之题

我国超算系统曾因耗电量巨大陷入争议漩涡：一个十万亿亿次的超算中心能耗甚至相当于一个小型核电站；国内某超算中心的年耗电量约为2亿度，电费超过1亿元。

未来，随着数据量不断激增，计算力进一步提升到百亿亿次、千亿亿次超算，“功耗墙”更将是一道难以逾越的挑战，降低能耗成为HPC发展的趋势。

挑战之二：“软实力”不足，如何解码困局

国外的专家曾经质疑过中国超算“仅仅为了跑分”、“用不起来”，此观点有失偏颇。

在国家相关政策支持下，我国先后重点支持了物理化学、天文、气候气象、生物医药、新能源、流体仿真、大飞机、石油勘探地震成像等领域的超级计算应用，推动并研制出一批知识产权的行业应用软件。近年来，受惠于“互联网+”政策和国内几家互联网大厂的资金人才优势，互联网、物联网、人工智能领域的超算应用也发展迅猛。

但整体而言，我国超算软件应用领域还是较窄，民用商业软件发展滞后，广泛的民生领域应用有待开发。超算应用“阳春白雪”问题仍然有待解决，超算的社会效益和社会贡献还没有充分发挥出来。

挑战之三：人才不足，亟需突破专业瓶颈

超算人才严重不足，成为我国超算发展路上一大掣肘。据HPC wire近期报道，“高性能研究计算机的专业性人才需求量很大，一些以大学为中心的研究所，职位空缺几个月甚至几年”，中国超算行业面临同样的窘境。

超算领域人才“既要懂计算机编程、又要熟悉应用领域”的天然高门槛，让年轻后备人才望而却步。我国超算应用软件的研发人员大部分分散在一些小的实验室、研究所，或者依附在以硬件研发为主的国家重点实验室，仅在核物理、石油、气象、地球物理等个别领域建有专门的国家重点实验室，但是未形成合力。学科人才和资源发展不均衡，导致研发方向和人才队伍发展受阻。

超算强国前路漫漫 怎能朝夕之间到达终点

罗马不是一日建成的，中国超算产业短板的弥补，也不能期待一蹴而就。目前，国内有部分单位、企业，在缺乏宏观规划的情况下，盲目投入大量人力物力财力发展超算，不仅不能解决问题，还会造成超算资源浪费。

正如人的成长，不能缺少生理发展的每个阶段一样，技术的发展，也需要每一步都稳扎稳打，不能急功近利。发展超算，是场“持久战”，应戒骄戒躁，不能抱希望于走捷径。广大地方单位及企业应加大发展关键领域核心技术打造，加强自主创新和开放创新，以创新技术实现超算中心性能提升，节能降耗；在软件应用层面，应以应用需求为主线，结合产业和用户迫切需求进行技术研发布局，与用户协同开展研发，拓展应用领域，让超算实现“平民化”，惠泽于民；高校、企业联合培育超算人才，加大课程体系建设和社会实践机会，以满足行业长远需求。

“不积跬步无以至千里”，只有中国超算企业、研究机构、高校等单位脚踏实地、共同集中精力克服超算短板，逐步完善中国高性能计算生态环境，才能够推动中国超算可持续发展，使中国成为真正的科技强国。