走進(jìn)這個(gè)算天、算地、算人的“神奇透明房子”，解鎖新質(zhì)生產(chǎn)力的未來之門

2014年，首屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)·烏鎮(zhèn)峰會(huì)在江南水鄉(xiāng)桐鄉(xiāng)烏鎮(zhèn)開幕，也是這一年，我國手機(jī)上網(wǎng)人群首次超過傳統(tǒng)PC。

10年時(shí)間如水流逝，烏鎮(zhèn)的互聯(lián)網(wǎng)話題卻從未終止。從最初的5G，再到大數(shù)據(jù)、人工智能，直至今日引領(lǐng)風(fēng)潮的大模型，“枕水烏鎮(zhèn)”已然蛻變成為了“云上烏鎮(zhèn)”。

現(xiàn)在，這里又解鎖了一枚新的科技密鑰——超級(jí)計(jì)算。在2021世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，“烏鎮(zhèn)之光”超算中心正式落成。

7月25日，浙江省科協(xié)“走進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動(dòng)走進(jìn)了“烏鎮(zhèn)之光”超算中心，桐鄉(xiāng)市科協(xié)組織了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)學(xué)校的同學(xué)，他們帶著好奇心和31.7萬網(wǎng)友一起感受這個(gè)浙江省“最強(qiáng)大腦”的科學(xué)魅力。

全省唯一的超算中心有什么奧秘？

去年，隨著國家超算烏鎮(zhèn)中心順利通過了國家科技部的嚴(yán)格驗(yàn)收，并正式納入國家超算中心序列，浙江終于擁有了屬于自己的國家超算中心——這是全省唯一的、也是全國第14個(gè)這樣的超算中心，填補(bǔ)了浙江在這一高科技領(lǐng)域的空白。

當(dāng)孩子們滿懷好奇地走進(jìn)國家超級(jí)計(jì)算烏鎮(zhèn)中心展廳，仿佛踏入了一個(gè)科技與未來的交匯之地。在這里，孩子們深入了解了超算中心是如何以芯片為核心，圍繞“芯—端—云—算”構(gòu)建起一條完整且自主的產(chǎn)業(yè)鏈與工業(yè)鏈。從芯片的設(shè)計(jì)制造到終端產(chǎn)品的開發(fā)，再到云端數(shù)據(jù)處理和服務(wù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都凝聚著科研人員的心血與智慧。孩子們通過直觀的展示，感受到了科技創(chuàng)新的力量，以及它對(duì)現(xiàn)代社會(huì)所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。

隨后，大家步入了“烏鎮(zhèn)之光”超算中心，這里蘊(yùn)藏著不可思議的計(jì)算力量。它的速度有多快？如果全國14億人共同努力，每人每秒進(jìn)行1次運(yùn)算，也要不眠不休連續(xù)算上4年，而這些“烏鎮(zhèn)之光”僅需1秒就可以完成。

步入超算中心內(nèi)部，機(jī)房內(nèi)是一排排整齊排列的超級(jí)計(jì)算機(jī)。講解老師向大家介紹道，“烏鎮(zhèn)之光”采用了國際領(lǐng)先的沉浸式相變式液冷技術(shù)，通過將元器件浸泡在一種特殊的冷卻液體中，確保這些高性能計(jì)算機(jī)能夠在無間斷的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行。

那么，這神奇的“烏鎮(zhèn)之光”超算中心究竟能夠算些什么呢？

講解老師告訴大家，“簡單地說它可以算天、算地、算人?！北热缭诤贾莸?9屆亞運(yùn)會(huì)期間，浙江省大氣環(huán)境監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)平臺(tái)就是借助超算中心強(qiáng)大的算力，實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)精度的飛躍——將預(yù)報(bào)的最小單位空間從原來的16平方公里精確到了1平方公里，預(yù)報(bào)時(shí)長也從7天延長到了15天。不僅如此，超算中心的應(yīng)用范圍還涵蓋了人工智能、智慧城市、生命科學(xué)等多個(gè)前沿領(lǐng)域，為科學(xué)研究和社會(huì)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。

我國的超級(jí)計(jì)算發(fā)展有多快？

參觀完令人震撼的超算中心后，烏鎮(zhèn)超算中心運(yùn)營經(jīng)理姜老師給孩子們帶來了一堂關(guān)于“超級(jí)計(jì)算”的大師課，為孩子們揭開了超級(jí)計(jì)算的神秘面紗。

什么是超級(jí)計(jì)算？姜老師告訴大家，超級(jí)計(jì)算機(jī)(Supercomputer)顧名思義，其實(shí)就是一種計(jì)算力極強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，它能夠執(zhí)行普通計(jì)算機(jī)或服務(wù)器無法處理的大量資料與任務(wù)。而用以衡量超算的關(guān)鍵指標(biāo)，可不單單只有運(yùn)算速度，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量以及系統(tǒng)效率同樣至關(guān)重要。

現(xiàn)在全球的超算中心主要分布在科技發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，如美國、中國、歐洲及日本等。這些地區(qū)擁有雄厚的科研實(shí)力和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，能夠支撐超算中心的建設(shè)和運(yùn)營。根據(jù)世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排名，目前全球排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)是由美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室與AMD公司合作研發(fā)的“Frontier”。

21世紀(jì)以來，我國的計(jì)算領(lǐng)域進(jìn)入快速發(fā)展階段，開始大力投入自主研發(fā)，涌現(xiàn)出一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能計(jì)算技術(shù)和產(chǎn)品。

那么，我們?yōu)楹我绱送度朐诔?jí)計(jì)算的領(lǐng)域？超算究竟可以給我們的生活帶來怎樣的變化？

超級(jí)計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，它不僅可以在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)方面發(fā)揮重要作用，而且還能為我們的社會(huì)服務(wù)帶來巨大的幫助。如今，“烏鎮(zhèn)之光”超算中心已經(jīng)成為了科研領(lǐng)域的堅(jiān)強(qiáng)后盾，為包括烏鎮(zhèn)實(shí)驗(yàn)室、之江實(shí)驗(yàn)室、南湖實(shí)驗(yàn)室在內(nèi)的多個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供了強(qiáng)大的算力支持，助力科研人員在材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域取得重要突破。

姜老師還跟大家分享了高性能計(jì)算的發(fā)展為汽車設(shè)計(jì)行業(yè)帶來的巨大變革。通過高性能計(jì)算，汽車設(shè)計(jì)師和工程師能夠以前所未有的速度和精度模擬和分析汽車的每一個(gè)部件和整體性能，從而提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

此外，在我們熟悉的影視領(lǐng)域，高性能計(jì)算也能發(fā)揮巨大的作用。如今許多電影都采用了大量虛擬畫面，給觀眾帶來前所未有的視覺盛宴。而普通計(jì)算機(jī)因?yàn)橛?jì)算能力有限，難以應(yīng)對(duì)大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜的渲染需求。比如科幻電影《阿凡達(dá)》就通過高性能電腦的強(qiáng)大計(jì)算能力，成功塑造了一個(gè)充滿奇特植物和生物的潘多拉星球——星球上的每一片樹葉、每一顆石頭都經(jīng)過精細(xì)的渲染，呈現(xiàn)出令人驚嘆的視覺效果。

超級(jí)計(jì)算如何改變我們的生活？

·科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用

「氣候模擬與預(yù)測」

利用高性能計(jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模氣候模擬，提高氣候預(yù)測的準(zhǔn)確性，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

「生命演化」

通過高性能計(jì)算對(duì)生物大數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，揭示生命現(xiàn)象的奧秘，推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展。

「天體物理模擬」

借助高性能計(jì)算模擬宇宙天體的運(yùn)動(dòng)和演化過程，深化對(duì)宇宙奧秘的認(rèn)識(shí)。

·工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用

「汽車設(shè)計(jì)與仿真」

運(yùn)用高性能計(jì)算技術(shù)對(duì)汽車進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)和碰撞仿真，提高汽車的安全性能和研發(fā)效率。

「石油勘探與開發(fā)」

通過高性能計(jì)算對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，輔助石油勘探?jīng)Q策，降低開發(fā)成本。

「新材料研發(fā)」

利用高性能計(jì)算模擬新材料的結(jié)構(gòu)和性能，加速新材料的研發(fā)周期，推動(dòng)材料科學(xué)的進(jìn)步。

·社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用

「智慧城市構(gòu)建」

借助高性能計(jì)算整合城市運(yùn)行數(shù)據(jù)，優(yōu)化城市管理和服務(wù)，提升城市居民的生活質(zhì)量。

「醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)分析」

通過高性能計(jì)算對(duì)海量醫(yī)療健康數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，為疾病預(yù)防、診斷和治療提供有力支持。

「金融風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估」

運(yùn)用高性能計(jì)算技術(shù)對(duì)金融市場數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，保障金融市場的穩(wěn)定運(yùn)行。

【“走進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動(dòng)】

隨著科技日新月異的發(fā)展，新質(zhì)生產(chǎn)力正以前所未有的速度重塑我們的世界。浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)積極響應(yīng)時(shí)代呼喚，傾力打造“走進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動(dòng)，旨在深耕青少年科普教育，依托浙江省獨(dú)特的“315”科技創(chuàng)新體系與前瞻性的“9+6”未來產(chǎn)業(yè)布局，引領(lǐng)公眾步入科技前沿，感知科技魅力，提升全民科學(xué)素質(zhì)，共繪創(chuàng)新發(fā)展藍(lán)圖。

2024浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)“走進(jìn)新質(zhì)生產(chǎn)力”系列科普活動(dòng)，以豐富多元的場景式、體驗(yàn)式、沉浸式科普形式，搭建起公眾與前沿科技之間的橋梁，共同探索合成生物、基因編輯、腦科學(xué)與人工智能、氫能儲(chǔ)能、空天信息、地空一體、元宇宙、深地深海等八大未來產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新脈絡(luò)。