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问鼎世界之巅的“超算速度”

2018-10-24 10:00 admin

  如果将上面这段话精简,用通俗的话再描述一遍,那就是:水凝胶是一种能吸收并保持大量水分又不会溶解于水的亲水性网状高分子溶胀体。我们平时吃的果冻,敷的部分面膜,都跟它有关。水凝胶还广泛应用于其他领域,比如:干旱地区的抗旱;医药行业的退热贴、镇痛贴;农业领域的农用薄膜;建筑中的结露防止剂、调湿剂;石油化工中的堵水调剂,原油或成品油的脱水;在矿业中的抑尘剂;食品中的保鲜剂、增稠剂等等。

  初秋,位于天津滨海新区的国家超级计算天津中心内,天河一号一如往常地高速运行。不同的是,如今它又添了一个新伙伴——天河三号原型机系统。据有关专家介绍,该系统研制成功并通过验收,标志着我国高性能计算已开始向百亿亿次级的“E级”超算迈进。

  国防科技大学计算机学院政委夏志和告诉记者,习主席对天河二号超级计算机系统研制成功作出重要批示,又亲临学校视察并接见学校科技创新团队代表,为科研人员坚持以我为主、勇于自主创新注入强大精神动力。眼下,创新团队正全力投入天河三号的研制攻关中,决心向新的“中国速度”冲锋,摘取“超级计算机的下一顶皇冠”。

  从实现我国巨型机“零”的突破,到“天河”超级计算机7次位居世界超算榜首,伴随着改革开放的时代大潮,该校科研人员一次次创造震惊世界的科技奇迹,实现了高性能计算从“跟跑”到“领跑”的历史跨越。

  2017年,新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)和卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)合作,研发出能长成像动物或植物组织一样的结构和形状的水凝胶。

  “中国要搞四个现代化,不能没有巨型机!”1978年,在中央召开的一次重要会议上,同志的这句话掷地有声。随即,他代表党中央、国务院将这一任务交给国防科技大学。

  能让我们相信水凝胶技术会成为仿生机器人的关键一环在于其在生物医学领域的神奇应用和快速发展。

  时任该校计算机研究所所长的慈云桂教授听到这个消息,当即向上级立下军令状:每秒一亿次一次不少,6年时间一天不拖,预算经费一分不超。“就算是豁出这条老命,也要把中国的巨型机搞出来!”

  改革开放之初,我国技术力量落后。该校虽是国内最早研制计算机的单位,但此前研制的“151”计算机,运算速度只有每秒100万次,如今要研制每秒运算一亿次的机器,技术跨度很大,困难重重。

  “困难没有吓倒我们!”年近九旬的胡守仁教授回忆说,大家只有一个信念,无论如何也要造出中国自己的巨型机,不让外国人再卡我们的脖子,所以大家把它叫“争气机”。

  慈云桂带领团队瞄准国际前沿,扬长避短,集智攻关,坚持走自己的路。他们创造性地为巨型机设计了一个“双向量阵列”体系结构,闯过了一个个理论、技术和工艺难关,攻克了数以百计的技术难题。

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  “那真是一段激情燃烧的岁月。”参加研制的胡世平研究员说,为早日完成研制任务,大家把实验室当战场,吃在工厂,睡在机房,夜以继日攻关,仅用5年时间就提前完成了研制任务。

  提高流量不是单纯的提高预算、扩宽匹配模式、提高关键词出价等,而是要锁定目标用户群体、提高精准流量、杜绝垃圾流量。

  1983年11月26日,我国第一台亿次巨型计算机通过国家技术鉴定,它向全世界宣告:中国成为继美、日之后第三个能独立设计和制造巨型机的国家。

  时任国家科工委主任张爱萍为巨型机挥笔命名为“银河”,并题诗一首:“亿万星辰汇银河,世人难知有几多。神机妙算巧安排,笑向繁星任高歌。”

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  进入到2018年,科学家已经可以制造出人造肌肉,还能3D 打印心脏,北京赛车线上信誉投注网:只是现有的水凝胶还不能很好的模仿生物组织的生长模式以及柔软的肌肉组织与刚硬的骨骼之间的互动模式。

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  美国:看来得来一场工业革命,切换到数字化的赛道,对工业进行解构、重建和洗牌!

  消息传到北京,时任军委主席非常高兴,亲自签发命令,为研制人员记集体一等功,以表彰他们勇于探索,大胆创新,百折不挠攀登科学技术高峰的精神。

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  “银河”闪闪耀神州。1984年10月1日,在中华人民共和国成立35周年阅兵式上,我国首台“银河”巨型机模型受阅通过广场。

  “一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸。”电影《上甘岭》的主题歌,成为传唱半个多世纪的经典。半个多世纪后的今天,另一条“大河”,以震惊世界的“中国速度”,成为推进超级计算机研制与应用的军民融合“样本”。这就是先后7次登上世界超算之巅的“天河”系列超级计算机。

  进入新世纪,我国改革开放步伐加快,经济社会发展对高性能计算提出了更高要求。然而,直至本世纪初,我国与国际先进水平仍存在差距。2007年,世界首台千万亿次超级计算机在美国问世,峰值计算速度达到每秒1456万亿次。

  面对严峻挑战,该校高性能计算创新团队瞄准国际前沿,超前谋划部署,吹响向千万亿次级超级计算机进军的冲锋号,向着计算机领域的“珠峰”攀登。

  发展千万亿次超级计算机系统,被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,获得国家“863”计划重点课题支持,研制工作正式融入国家创新体系。2007年,该校与天津滨海新区签订合作协议,联合开展千万亿次超级计算机研制,共同建设国家超级计算天津中心。

  融入国家创新体系,走军民融合自主创新道路,使我国千万亿次超级计算机研制迈入快车道。天津与“银河”的联姻,也使我国千万亿次超级计算机有了一个崭新的名字——天河。

  2009年10月,在中华人民共和国成立60周年之际,我国首台千万亿次超级计算机系统——天河一号研制成功,我国成为世界上第二个能研制超级计算机的国家。一年后,天河一号以惊人的运算速度在全球超级计算机500强榜单中位居世界第一,第一次将五星红旗插上世界超算之巅。

  然而,仅仅过了不到8个月,天河一号就被挤下冠军台,两年之后排名滑落至第8名。面对超算领域的激烈竞争,如何创造新的“中国速度”?该校将军民融合自主创新的目光,投向广东珠三角地区。他们与广州市签署合作协议,在更高起点上前瞻谋划我国新一代超级计算机研制与应用工作。

  2013年6月17日,中国超算“王者归来”,天河二号以每秒5.49亿亿次的峰值计算速度和每秒3.39亿亿次实测计算速度,再次登上全球超级计算机500强榜首。此后,天河二号连续6次位居世界超算榜首。

  在天津滨海新区服务外包产业园,一栋橘红色大楼外墙上,“天河”两个大字格外醒目。这栋建筑面积达6500平方米的大楼,是国家超级计算天津中心。走进一楼近千平方米的主机房内,由140个机柜组成的天河一号,排列成13行,犹如列队受阅的方阵。

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  根据百度百科的释义:水凝胶(Hydrogel)是以水为分散介质的凝胶。具有网状交联结构的水溶性高分子中引入一部分疏水基团和亲水残基,亲水残基与水分子结合,将水分子连接在网状内部,而疏水残基遇水膨胀的交联聚合物。是一种高分子网络体系,性质柔软,能保持一定的形状,能吸收大量的水。

  中心主任刘光明告诉记者:“天河一号每天运行的计算任务多达1400多个,用户近1000家,每天有1000多个科研团队借助它开展高性能计算和海量数据处理等研究工作,已累计支持国家科技重大专项、973、863、国家自然科学基金等重大项目1200多项,取得了一批具有国际先进水平的科研成果,研发了一批具有自主知识产权的应用软件。”

  超级计算机被誉为人类探索自然奥秘的“天文望远镜”。科学家可以借助它更好地理解自然世界、发现科学规律,从而推动科技进步。如今,以“天河”为业务主机,已建成天津、广州、长沙三大超算中心,构建起材料科学与工程计算、生物计算与个性化医疗、装备全数字设计与制造、能源及相关技术数字化设计、天文地球科学与环境工程、智慧城市大数据和云计算等6个应用服务平台,为国内外近3000家用户提供高性能计算和云计算服务,支撑2000多项重点课题研究。

  根据最新一期《自然•通信》报道,美国德克萨斯大学阿灵顿分校(UTA)研究人员开发出一种新方法,可对二维(2D)水凝胶进行编程,使其以空间和时间可控的方式进行扩展和收缩,形成复杂的3D形状,并实现运动。研究人员表示,目前该技术的最大应用在于可能改变柔性工程系统或设备的设计和制作方式。但当我们对水凝胶有了更加深入的了解之后,我们对未来的生物机器人、仿生机器人的发展有了更大的想象空间。

  2011年初,中石油首次将面积达1060平方公里石油勘探地震数据放在天河一号上进行计算,仅用16个小时就完成计算处理任务,运算效率提高30多倍。中国商飞北京民用飞机技术研究中心,利用天河二号进行大型客机全参数气动优化设计计算,仅用6天时间就完成过去需要两年才能完成的计算量。

  中国工程院院士、该校计算机学院院长廖湘科说,随着应用领域的不断扩展,“天河”系列超级计算机日益显示出作为国家重要基础设施的强大支撑作用,成为国家科技创新和经济社会发展的强劲引擎。

  40年弹指一挥间。我国高性能计算技术从“跟跑”到“领跑”的跨越,是改革开放催生神州巨变的缩影,更是走中国自主创新道路书写的崭新篇章。据介绍,运算速度将达到百亿亿次的天河三号,将实现所有元器件的国产化,预计2020年研制成功并投入使用。(王握文、于冬阳)

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