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基于超级计算平台的工程综合应用

2013/12/21    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:上海超级计算中心  高性能计算  工业工程计算  
2013年11月28日至29日,在e-works数字化企业网举办的“第九届中国制造业产品创新数字化国际峰会”,上海超级计算中心副主任李根国博士发表了 《基于超级计算平台的工程综合应用》的演讲,本文根据其演讲内容整理而成。

上海超级计算中心副主任 李根国博士

上海超级计算中心副主任 李根国博士

一、高性能计算发展情况

    现阶段超级计算已被用于各行各业,特别是仿真分析计算。越来越多的企业通过仿真分析来取代试验,而超级计算则是支撑大规模高效仿真分析的重要技术手段。目前世界上最快的超级计算机是P级(N×1015次/秒),下一代超级计算机则会达到E级(N×1018次/秒),用来满足生命科学、环境、能源、纳米科学、化学反应等领域的高性能计算需求。在CAE领域也有需求,例如在研究发动机燃油效率时,模拟燃油在发动机中燃烧过程就也需要超大规模计算。正是有了这些研究需求的驱动,超级计算机发展非常迅速。

国际超级计算应用需求发展

国际超级计算应用需求发展

    从1993年开始进行了一年两次的超级计算机排名,下图是全球超级计算机Top500计算水平数据图,其中上面的曲线代表500台超级计算机的综合水平,中间的曲线代表最快超级计算机水平,下面的曲线代表TOP500中最慢超级计算机的水平。最新一次是2013年6月发布的第41届排名数据,可以看出计算速度基本每年增加一倍。

全球超级计算机Top500计算水平数据图

全球超级计算机Top500计算水平数据图

2013年6月全球前十名超级计算机

2013年6月全球前十名超级计算机

    国内超级计算机发展快、投入力度大,2009年后建立了几个P级计算能力的超级计算中心,在硬件速度方面已比较领先,但是在应用方面和欧美相比还有很大的差距。我们真正大规模应用超级计算机的课题很少,而且自主开发软件的人更是凤毛麟角。下图是从2001年到2012年TOP500超级计算机中各国所占比例,可以看出美国处于绝对领先地位。

每年11月份SC大会发布的TOP500数据统计表

每年11月份SC大会发布的TOP500数据统计表

    这些超级计算机的运用领域涉及到经济社会的各个方面,从科学研究到金融、物流服务等,在很多大型制造业也有所应用,比如波音、空客。

超级计算机应用领域分布

超级计算机应用领域分布

    总体来说,从发展历程来看,超级计算的发展始于上世纪七十年代,九十年代开始世界发达国家通过制定中长期发展规划,有计划的持续扩大已建超算中心计算资源,以不断满足应用需求;从发展特点来看,超级计算机具有运算速度提升快(每年翻一番)、机器设备更新周期短(3~5年更新一次)、投入经费大、持续投入高等特点;从应用特点来看,大规模科学计算是超级计算机的主要应用领域,各行业大规模信息处理需要高性能的计算机,各类差别很大的应用领域需要不同架构的超级计算机;从国内外差别来看,硬件技术差距不大,应用水平差距很大,国内几乎没有应用软件开发,体制差别也很大。

责任编辑:程玥
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