[導(dǎo)讀] 如今四年的時間過去了,，這個曾經(jīng)讓國人自豪的“爭氣機”，沒有辜負(fù)人們對她的期望,，其憑借著超級計算能力正在成為國之重器,，支撐引領(lǐng)著中國在許多領(lǐng)域不斷創(chuàng)新、不斷前行,。
原標(biāo)題：讓國人自豪的“爭氣機”
——綜觀“天河一號”產(chǎn)生出的綜合效益
本報記者 馮國梧
■創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展
2010年11月，由國防科技大學(xué)自主研制完成的超級計算機“天河一號”,，峰值性能達到4700萬億次每秒,，獲得世界超級計算機Top500排名第一，一舉打破了世界超算技術(shù)領(lǐng)域長期由美日壟斷的歷史,。標(biāo)志著中國的超級計算機和超級計算技術(shù)進入了世界領(lǐng)先水平,。如今四年的時間過去了，這個曾經(jīng)讓國人自豪的“爭氣機”,，沒有辜負(fù)人們對她的期望,，其憑借著超級計算能力正在成為國之重器，支撐引領(lǐng)著中國在許多領(lǐng)域不斷創(chuàng)新,、不斷前行,。
“算天、算地,、算人”
人們或許要問,，超級計算機到底能干什么？其與人們的工作生活有何聯(lián)系,？日前科技日報記者來到了國家超級計算天津中心,，在那里看到了天河一號超級計算機，親身感受和了解了這臺超級計算機的巨大魅力,。國家超級計算天津中心主任劉光明告訴記者：“通俗講：天河一號超級計算機能算天,、算地、算人,?！?/p>
算天：從事氣象研究工作者可以利用天河一號超級計算能力，更快、更精準(zhǔn)地分析和預(yù)測氣候的變化,。以“大氣科學(xué)和地球流體力學(xué)數(shù)值模擬國家重點實驗室（LASG）”為代表多個中科院院士領(lǐng)銜的氣候變化模擬團隊,，利用“天河一號”超級計算機對區(qū)域、全球氣候變化等問題進行了系統(tǒng)分析,，取得了許多標(biāo)志性的有國際影響力的成果,，其中最有代表性的是他們利用“天河一號”完成了跨越千年氣候變化模擬，并利用自主開發(fā)的氣候模式向世界氣候大會提交了IPCC報告,，提升了中國在全球氣候變化研究和全球碳減排談判中的話語權(quán),。此外，天津超算中心還與中國氣象局氣象科學(xué)研究院,、國家氣象局衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心,、清華大學(xué)、南開大學(xué)等機構(gòu)合作,，利用天河一號這一平臺聯(lián)合研發(fā)出天河-霧霾自動化實時預(yù)警預(yù)報系統(tǒng),，目前該系統(tǒng)正在為華北地區(qū)開展高精度（2—3km）空氣質(zhì)量的實時預(yù)報，實現(xiàn)提供未來120小時關(guān)于PM2.5,、PM10,、SO2、CO,、NO2,、O3、AQI等參數(shù)的預(yù)報能力,。不久的將來,，他們這個合作團隊還有望通過對污染源、區(qū)域污染數(shù)據(jù)的精確分析,，為未來霧霾治理提供預(yù)警及解決方案,。
算地：石油地震勘探數(shù)據(jù)處理是油氣能源開發(fā)行業(yè)最重要的手段。海量的地震勘探數(shù)據(jù)只有通過超級計算機處理,，才能更快,、更好、更精準(zhǔn)地勘探到油氣的分布,，進而準(zhǔn)確地進行油氣的開采,。以中石油東方物探等為代表的中國物探公司與天津超算中心等機構(gòu)合作，利用天河一號開發(fā)了功能完善,、性能高效的地震數(shù)據(jù)處理軟件,，并在“天河一號”平臺上完成了多項國際領(lǐng)先的復(fù)雜地質(zhì)條件下三維大連片數(shù)據(jù)（上千乃至上萬平方公里）、高密度勘探（數(shù)據(jù)規(guī)模百TB級）大規(guī)模數(shù)據(jù)的處理,，讓我國油氣能源勘探開發(fā)處理能力大大增強,，有效地提升了我國在這個領(lǐng)域的行業(yè)競爭力,，實現(xiàn)了我國石油地震勘探數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域技術(shù)的成功突圍。
算人：分析人類基因,，解讀生命奧秘,，如今都離不開大數(shù)據(jù)的計算和處理。天河一號的問世為我國生物醫(yī)藥研發(fā)提供了大數(shù)據(jù)處理平臺,，利用這一平臺,，中科院、軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院,、北京生命科學(xué)研究所,、北京大學(xué)、南開大學(xué)等單位開展了抗癲癇,、艾滋病,、癌癥等領(lǐng)域研究，取得了一批具有國際先進水平的成果,。在天津華大基因科技公司,，市場部經(jīng)理楊亮向記者介紹，華大基因天津公司利用天河一號進行了人,、動物,、植物等大規(guī)模群體基因分析和數(shù)據(jù)儲存，不但省去了數(shù)百萬元的設(shè)備投入,，而且計算和數(shù)據(jù)處理速度較以前快了近十倍。利用天河一號他們不但建起了華大基因北方基因數(shù)據(jù)庫,，構(gòu)建了面向產(chǎn)前檢查的產(chǎn)業(yè)化服務(wù)平臺,，實現(xiàn)了取樣—測序—分析—報告的完整產(chǎn)業(yè)鏈，而且還完成了多項高水平的成果,，其中一些研究成果發(fā)表在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《NATURE》和《SCIENCE》上,。
重大科技創(chuàng)新借此綻放
隨著數(shù)字時代的到來，人們將計算模擬分析稱之為：人類繼理論和實驗之后,，第三大認(rèn)識世界的工具,。而天河一號作為世界計算速度最快的超級計算機無疑是這眾多工具中最為靚麗的一個，如何讓這一靚麗的工具,，好看又好使,，讓更多的科技創(chuàng)新借此綻放。國家超級計算天津中心,，一成立就將天河一號的應(yīng)用擺在了十分重要的位置,。為了支撐原始創(chuàng)新，他們采取與高校,、科研單位建立分中心的形式直接將天河一號植入高校和科研單位,，并幫助培訓(xùn)科研人員,，助推支撐他們利用天河一號開展國家重大創(chuàng)新研究。為了支撐產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,，他們深入企業(yè),，采取共建實驗室的方式幫助企業(yè)享受天河一號資源。為了支撐智慧城市建設(shè),，他們與政府部門合作,，構(gòu)建了電子政務(wù)云平臺和BIM+GIS應(yīng)用平臺。目前,，天河一號在全國范圍的各類用戶超過600余家,，應(yīng)用領(lǐng)域包括：石油地震勘探數(shù)據(jù)處理、生物醫(yī)藥,、基因技術(shù),、新材料、新能源,、高端裝備設(shè)計與仿真,、航空遙感數(shù)據(jù)處理、航空航天,、天氣預(yù)報與氣候預(yù)測,、海洋環(huán)境模擬分析、動漫與影視渲染,，等等,。目前，天河一號每天為用戶提供的計算服務(wù)機時超過了140萬,，運行計算任務(wù)超過1000個,，對應(yīng)著每天有數(shù)百個科研團隊使用天河一號開展各種科學(xué)研究工作，
在天津汽車模具有限公司,，記者走進車間,，親身感受了企業(yè)利用天河一號實現(xiàn)汽車模具虛擬制造所帶來的變化。精算科科長李超告訴記者,，是天河一號支撐他們實現(xiàn)了汽車模具的虛擬制造,，通過虛擬制造不僅大大縮短了汽車模具的制造時間，而且還為企業(yè)節(jié)省了成本,。據(jù)不完全統(tǒng)計,，天津汽車模具有限公司利用天河一號實現(xiàn)數(shù)字化虛擬制造后，節(jié)省了數(shù)百萬仿真平臺軟硬件投入,，每年帶來直接經(jīng)濟效益超過8000萬元,，在這一平臺上企業(yè)的研發(fā)制造能力顯著提高，目前已成為我國汽車模具生產(chǎn)的領(lǐng)頭羊,。
從天河一號研制成功并成為世界排名第一,，至今僅有四年的時間,，借助這一平臺，讓我國在許多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了過去想做而不能做到的事,，讓一批重大科技創(chuàng)新成果借此綻放,。細(xì)心觀察或許您會發(fā)現(xiàn)：在石油勘探領(lǐng)域，借助天河一號大幅度提升了我國處理石油數(shù)據(jù)的自主能力,，為我國國際能源開發(fā)競爭和經(jīng)濟建設(shè)提供了有力保障,；在航空航天領(lǐng)域，這一平臺支撐了國產(chǎn)自主商用大飛機實現(xiàn)了全尺寸多工況數(shù)值風(fēng)洞測試與航天高速飛行器跨流域全尺寸模擬,；在基因研究方面：這一平臺支撐了PB級基因數(shù)據(jù)存儲與高性能分析處理技術(shù)研發(fā),，為中國搶占生物基因科技國際制高點提供了保障。在新藥研發(fā)方面,，這一平臺推進了癲癇,、艾滋病、胰島素等自主生物創(chuàng)新藥物研發(fā),，實現(xiàn)了自主新藥研制的重大突破,，統(tǒng)計結(jié)果顯示，幾年來天河一號支撐國家及部委重大重點項目超過800個,，其中國家自然科學(xué)基金項目超過600項,、國家863和973項目超過100項、其他重大項目（國家工信部,、國家發(fā)改委,、中石油等）超過40項、國際和地區(qū)項目超過10項,。
綜觀天河一號,，已成為國之重器，正逐步被我國越來越多領(lǐng)域的專家所認(rèn)識和掌握,。有了它，讓龐雜的數(shù)據(jù)處理不再是一件難題,；有了它,，讓過去許多想做而不能做的事變?yōu)榱爽F(xiàn)實；有了它,，讓中國人參與國際競爭有了底氣,。目前正有越來越多的創(chuàng)新人才向此聚集，借助這一平臺綻放出巨大的創(chuàng)新能力,。
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