上海超級計算中心副主任 李根國博士
一、高性能計算發(fā)展情況
現(xiàn)階段超級計算已被用于各行各業(yè)，特別是仿真分析計算。越來越多的企業(yè)通過仿真分析來取代試驗，而超級計算則是支撐大規(guī)模高效仿真分析的重要技術手段。目前世界上最快的超級計算機是P級（N×1015次/秒），下一代超級計算機則會達到E級（N×1018次/秒），用來滿足生命科學、環(huán)境、能源、納米科學、化學反應等領域的高性能計算需求。在CAE領域也有需求，例如在研究發(fā)動機燃油效率時，模擬燃油在發(fā)動機中燃燒過程就也需要超大規(guī)模計算。正是有了這些研究需求的驅動，超級計算機發(fā)展非常迅速。
國際超級計算應用需求發(fā)展
從1993年開始進行了一年兩次的超級計算機排名，下圖是全球超級計算機Top500計算水平數(shù)據(jù)圖，其中上面的曲線代表500臺超級計算機的綜合水平，中間的曲線代表最快超級計算機水平，下面的曲線代表TOP500中最慢超級計算機的水平。最新一次是2013年6月發(fā)布的第41屆排名數(shù)據(jù)，可以看出計算速度基本每年增加一倍。
全球超級計算機Top500計算水平數(shù)據(jù)圖
2013年6月全球前十名超級計算機
國內超級計算機發(fā)展快、投入力度大，2009年后建立了幾個P級計算能力的超級計算中心，在硬件速度方面已比較領先，但是在應用方面和歐美相比還有很大的差距。我們真正大規(guī)模應用超級計算機的課題很少，而且自主開發(fā)軟件的人更是鳳毛麟角。下圖是從2001年到2012年TOP500超級計算機中各國所占比例，可以看出美國處于絕對領先地位。
每年11月份SC大會發(fā)布的TOP500數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
這些超級計算機的運用領域涉及到經濟社會的各個方面，從科學研究到金融、物流服務等，在很多大型制造業(yè)也有所應用，比如波音、空客。
超級計算機應用領域分布
總體來說，從發(fā)展歷程來看，超級計算的發(fā)展始于上世紀七十年代，九十年代開始世界發(fā)達國家通過制定中長期發(fā)展規(guī)劃，有計劃的持續(xù)擴大已建超算中心計算資源，以不斷滿足應用需求；從發(fā)展特點來看，超級計算機具有運算速度提升快（每年翻一番）、機器設備更新周期短（3～5年更新一次）、投入經費大、持續(xù)投入高等特點；從應用特點來看，大規(guī)模科學計算是超級計算機的主要應用領域，各行業(yè)大規(guī)模信息處理需要高性能的計算機，各類差別很大的應用領域需要不同架構的超級計算機；從國內外差別來看，硬件技術差距不大，應用水平差距很大，國內幾乎沒有應用軟件開發(fā)，體制差別也很大。
二、上海超級計算中心簡介
上海超級計算中心發(fā)展成為國內最有影響力的計算中心和創(chuàng)新服務中心，獲得大量科研和工業(yè)創(chuàng)新成果，已經經歷三期建設：2000年，上海市政府投資1億元，部署了神威-I超級計算機，計算能力384GFlops，主要服務少量高端科研用戶；2004年，上海市政府投資9000萬元，科技部“863”項目撥款3000萬元，部署了10TFlops級別超級計算機，并配備大量工業(yè)和商業(yè)計算軟件；2009年，上海市政府投資2億元，科技部“863”項目撥款1億元，部署了200TFlops級別超級計算機，并升級應用軟件，這個階段上海超級計算中心的資源優(yōu)勢明顯，開始探索可持續(xù)發(fā)展道路，為上海及全國的科研和經濟發(fā)展發(fā)揮更大作用。下一期的建設工作目前上海市政府正在規(guī)劃，計算機總規(guī)模將達到5～10PFlops，規(guī)劃建成面向社會、經濟各領域的數(shù)據(jù)中心、計算中心和服務中心。
上海超級計算中心擁有豐富的工業(yè)和科學計算軟件，主要是科學計算和面向工業(yè)的通用計算軟件。
豐富的工業(yè)和科學計算軟件
此外對全社會提供包括計算資源、技術咨詢、研發(fā)等服務：
●計算資源服務：面向汽車、飛機、鋼鐵、市政建設等領域的工程和工業(yè)類計算；面向材料、藥物、天文、生物、化學等領域的科學研究類計算。
●技術咨詢服務：針對特定應用問題的建模、計算及分析；用戶端高性能計算系統(tǒng)構建；用戶技術培訓。
●研發(fā)服務：承接國家和上海網格和并行計算相關研發(fā)任務；用戶并行計算應用開發(fā)和企業(yè)計算平臺開發(fā)。
上海超級計算中心用戶目前主要來自科研領域，工業(yè)領域主要是使用我們的軟件。人員組織方面五個技術部門共有技術人員50多人。
上海超級計算中心用戶情況（按用戶使用機時統(tǒng)計）
三、工業(yè)工程綜合應用情況
工業(yè)服務方面，上海超級計算中心與一些軟件廠商有密切的合作，通過計算資源對軟件效率進行提速。特別是云計算興起以來，我們也在和軟件供應商探討一種共同服務的模式。
應用軟件LS-DYNA加速比
此外，還和工業(yè)企業(yè)進行合作提供計算服務，涉及行業(yè)包括大飛機研發(fā)、核電工程設計、汽車研發(fā)仿真分析，企業(yè)設備優(yōu)化改造和市政工程等。
對上海工業(yè)創(chuàng)新和國家重大工程的支持
借此機會歡迎大家到上海超級計算中心體驗，改變計算模式，提高資源利用率。總的來說上海超級計算中心屬于政府投資的公共服務中心，大量的建設成本由政府承擔，對用戶而言，上海超算中心的資源價格相對來說非常低，而且使用中心的資源，可以節(jié)約大量的軟硬件設備投資。
根據(jù)上海超級計算中心副主任李根國博士在2013第九屆中國制造業(yè)產品創(chuàng)新數(shù)字化國際峰會的發(fā)言整理而成，已經本人確認！
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本文標題：基于超級計算平臺的工程綜合應用
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