科技 创新

拥有2000个用户的“天河二号”是全球最多用户使用的超级计算机

当你在谈论广州天气的时候,其实,你也在谈论着“天河二号”。

“天河二号”是现今世界运行速度最快的超级计算机,也是广州发展IAB产业的“最强大脑”。它的超级运算能力,除了帮助科学家们去完成发掘宇宙暗物质、研究地球演变等高精尖任务外,还紧贴民生,能够让天气预报实现1公里范围内的精细推送,能够让100余个犯罪嫌疑团伙迅速暴露,还能让白内障患者接受AI医生诊断重获光明。

中山大学国家超算广州中心主任卢宇彤介绍,“天河二号”落户广州四年来,已经部署了700多个应用软件和工具软件,用户总数突破2000多家,是全世界用户最多、利用率最高的超级计算系统之一。

AI医生诊断准确率达90%

广州市气象局是“天河二号”的用户之一。“目前通行的天气预报模式,是 3KM模式 ,即3平方公里地区内72小时的天气变化。”广州市气象台副台长廖菲表示,在“3KM模式下”,要把整个华南片区的天气数据更新一遍,台里自有的超算系统用时约114分钟,而“天河二号”仅需56分钟。

天气预报越精准,对市民出行的帮助就越大。今年2月,广州气象局利用“天河二号”发展区域精细数值天气预报模式,简称“1KM模式”,这意味着,数据的处理量比以往多了整整两倍。而放眼全球,只有英国气象局发展并业务运行1.5KM分辨率的区域模式。在“天河二号”的超算能力帮助下,广州能够以每12分钟的间隔,自动滚动进行未来6小时的天气预报,“1km模式”也成为全球首个可业务运行的高分辨率模式。

在医疗科技方面,中山大学刘奕志教授团队依托“天河二号”搭建了“先天性白内障人工智能诊断平台”。“通过这个平台,我们对AI医生进行培训,测验和考试,它们的诊疗水平能跟资深眼科专家媲美,诊断正确率达90%。”团队成员、中山大学中山眼科中心研究员林浩添说,“可以说, 天河二号 助推了人工智能产业的发展,而该产业的发展,能够大大缓解优质医疗资源紧张的现状。”

广州中山眼科中心推出的全球首个 “眼科人工智能(AI)诊疗”,今年5月已经向公众开放。据悉,先天性白内障患者到“人工智能门诊”就诊,可分别接受白内障专家和“AI眼科医生”的诊疗。只要将患者拍摄的眼部检查数据上传到CC-Cruiser云平台,“AI眼科医生”就可在几分钟内做出诊断,制定治疗方案。

在平安城市建设中,“天河二号”同样功不可没。中山大学工学院特聘研究员江殷倩介绍,该院依托“天河二号”超算平台,形成亿级实体规模的广东省警民通交通知识图谱,初步开展买卖分团伙挖掘研究,根据团伙所涉车辆、驾驶员违章、关系图谱结构聚合度等特征,将挖掘出上百个嫌疑买卖分团伙。

“天河二号”能耗比属正常水平

天河二号”一共有32000颗主CPU和48000个协处理器,其系统理论峰值为54.9PFlops(5.49亿亿次浮点运算每秒)。形象地说,它计算1个小时的结果,相当于全中国13亿人同时拿着计算器算1000年的结果。超算能力,也带来超高能耗,“天河二号”计算节点的能耗约为18兆瓦,再加上散热系统,其整体能耗在20兆瓦左右,年耗电量,达2亿度。

据了解,“天河二号”2016年度机时服务合同总金额突破7000万元,2017年前5个月机时合同总数量较去年同期再增长60%,应用服务收益呈现出持续上升的良好发展态势。但其收入,与其能耗支出相比,存在一定差距。

“就目前来看, 天河二号 能耗比在超级计算机领域里属于正常合理水平。”中山大学国家超算广州中心主任、“天河二号”系统副总设计师卢宇彤表示,“在超级计算机中排名前10的属于高性能计算机的最高级别,它们一般不以盈利为目的,无法用市场规律衡其运行效率。因此, 天河二号 主要为科学研究和科技创新提供服务,对接国家顶尖科研需求。”她认为,因为能耗费用高,就否定“天河二号”的价值,是因噎废食,谋求能耗费用与高性能计算应用需求之间的平衡,才是解决之道。

“天河二号”荣誉榜

计算速度“六连冠”

“天河二号”以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次、能效比每瓦特19亿次双精度浮点运算的超强性能,破世界纪录取得Top500排行榜“六连冠”;同时在更能代表实际应用性能的HPCG排行榜上获得了自该榜单设立以来的“五连冠”,至今仍雄踞国产超算系统HPCG性能之首。

开辟宇宙研究新道路

中山大学国家超算广州中心与北京师范大学张同杰教授团队合作,在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学数值模拟,首次测量到了以往任何宇宙学数值模拟看不到的中微子在宇宙结构中的微分凝聚(Differential Neutrino Condensation)效应,研究成果于2017年6月5日正式发表在国际权威杂志《Nature Astronomy》上,打破了中微子质量的宇宙学限制瓶颈,为宇宙学观测的深入研究开辟了一条独立测量中微子质量的道路

获得戈登贝尔奖提名

在地震的模拟与预测领域,在国际合作的基础上,天河二号上实现了规模达160万核的混合异构并行计算,强扩展并行效率60%,弱可扩展并行效率98%,这是我国超算系统完成的应用第一次获得国际高性能计算应用领域最高奖项——戈登贝尔奖(Gordon Bell Prize)提名。