l’arme la plus importante d’une grande puissance | supercalcul : nous sommes devenus le « numéro un mondial »
2024-10-02
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zheng xue, journaliste du « china economic weekly », reportage de pékin |
la prospérité de la science et de la technologie fera prospérer la nation, et une science et une technologie fortes rendront le pays fort.
le développement des superordinateurs est lié à l'avenir technologique du pays. il s'agit du « joyau » dans le domaine informatique et d'un symbole important pour mesurer le niveau technologique d'un pays.
en tant qu'outil important d'une grande puissance, les superordinateurs sont principalement utilisés dans les domaines nationaux de haute technologie et de recherche technologique de pointe, tels que l'aérospatiale, la recherche en astrophysique, les prévisions météorologiques, la prévision des marées, etc.
à quelle vitesse un supercalculateur peut-il effectuer des opérations ? prenons comme exemple tianhe-1, le premier supercalculateur pétaflopique développé indépendamment par mon pays. sa vitesse de calcul maximale est de 4 700 milliards de fois par seconde. si 6 milliards de personnes ont besoin de calculer un problème en un an, le supercalculateur peut le calculer en un seul. seconde terminée.
si l’on revient sur l’histoire du développement des supercalculateurs en chine, la « salle de verre » est un passé qui ne peut être oublié. dans les années 1980, la technologie mondiale des superordinateurs s’est développée rapidement. les pays occidentaux adoptent depuis longtemps des politiques multilatérales de contrôle des exportations contre la chine. bien que la chine ait dépensé un prix élevé pour acheter des superordinateurs aux états-unis, les performances associées ont été émasculées. l'équipement doit être placé dans une salle informatique indépendante. les clés et les mots de passe d'activation de la salle informatique sont contrôlés par les états-unis, et l'accès est contrôlé. aux ordinateurs nécessite un examen et une supervision par du personnel américain.
les technologies de base clés sont difficiles à acheter et la chine doit disposer de son propre superordinateur.
en mai 1978, la commission des sciences et technologies de la défense nationale a organisé une réunion de démonstration et de collaboration d'un programme de supercalculateur à pékin et a déterminé que la machine portait le nom de code « projet 785 ».
être pauvre et sans ressources était un véritable portrait de cette époque. la technologie est arriérée et les données sont rares, mais cela ne peut pas arrêter les chercheurs scientifiques déterminés à s’attaquer aux problèmes clés. ci yungui, le « père des supercalculateurs », a même émis un ordre militaire : « même si nous risquons nos vies, nous devons construire les supercalculateurs chinois ».
en décembre 1983, le premier supercalculateur exascale chinois « yinhe-1 » a été développé avec succès. la chine est devenue le troisième pays après les états-unis et le japon à concevoir et fabriquer indépendamment des supercalculateurs.
en prenant « yinhe n°1 » comme point de départ et avec le soutien de nombreuses parties, le supercalculateur chinois s'est lancé étape par étape dans un voyage d'innovation indépendante et de transcendance continue.
des séries de supercalculateurs tels que galaxy, tianhe et sunway ont progressivement gagné en brillance, et la vitesse de calcul des supercalculateurs nationaux a également réalisé des percées allant des pétaflops aux exaflops, puis aux exaflops.
en 2010, « tianhe-1 » a remporté le titre des 500 meilleurs superordinateurs du monde (ci-après dénommé « top500 ») ; le « tianhe-2 » développé avec succès en 2013 a marqué que la chine était à l'avant-garde mondiale dans le domaine des supercalculateurs ; le supercalculateur de nouvelle génération de tianhe, qui adopte une innovation totalement indépendante, a une vitesse de calcul de 10 milliards de fois. en juin 2016, le premier superordinateur chinois « sunway taihulight », entièrement construit avec des processeurs produits dans le pays, s'est classé premier sur la liste top500 avec une vitesse de calcul près de trois fois plus rapide que celle de l'ordinateur classé deuxième.
« sunway taihulight » est également le premier supercalculateur au monde dont les performances de calcul maximales dépassent le milliard d'opérations en virgule flottante par seconde. il a remporté le prix gordon bell, la plus haute récompense décernée aux applications informatiques hautes performances.
les supercalculateurs sont développés depuis plus de 40 ans. grâce aux efforts de générations de chercheurs scientifiques, les supercalculateurs chinois ont fait un bond en avant, passant du stade de rattrapage au fonctionnement parallèle, voire partiellement en tête.
meng xiangfei (deuxième à droite) discute des solutions techniques avec l'équipe
témoin : meng xiangfei, secrétaire du parti du centre national de calcul intensif de tianjin
en 2009, après avoir obtenu un doctorat, j'ai rejoint le centre national de calcul intensif de tianjin (ci-après dénommé le « centre de calcul intensif de tianjin »), le premier centre national de calcul intensif en préparation, et j'ai participé au développement et au déploiement du système de calcul de mon pays. premier supercalculateur classé premier au monde en matière de travaux liés à "tianhe-1". cette expérience me rend extrêmement fier et honoré.
plus tard, j'ai participé au « deuxième entrepreneuriat » du calcul intensif. après dix années de travail acharné, le monde a véritablement reconnu nos réalisations dans le domaine du calcul intensif.
à l'heure actuelle, le supercalculateur chinois a fait un bond en avant, passant du rattrapage au fonctionnement parallèle, voire partiellement leader, non seulement en termes de technologie, mais également en matière de percées en matière de logiciels et d'applications. les réalisations pertinentes sont indissociables des efforts de générations de chercheurs scientifiques, et elles sont indissociables de l'héritage de l'ambition, de l'intégrité et de la confiance des chercheurs scientifiques.
en 2022, meng xiangfei a présenté l’histoire du développement des supercalculateurs chinois lors d’un événement public.
je ne m’attendais pas à ce que nous devenions « numéro 1 mondial ».
en 2006, j'étudiais pour un doctorat en physique théorique à l'université nankai de tianjin. la recherche sur des sujets connexes nécessitait le soutien d'une forte puissance de calcul, mais à cette époque, le pays n'avait pas de telles conditions. plus tard, avec le soutien du china scholarship council, je suis allé étudier aux états-unis.
je suis très sensible à la plateforme et à l’environnement des capacités d’innovation américaines. au cours de la deuxième année après mon arrivée aux états-unis pour étudier, mon laboratoire a publié un total de 4 résultats de recherche lors de la réunion annuelle internationale dans le domaine de la physique théorique, dont deux et demi ont été pour la plupart complétés par moi. à l'époque. mais en même temps, je vois aussi un autre problème : les signatures des institutions américaines arrivent en première position, et nos contributions sont en réalité la cerise sur le gâteau pour les autres.
a la fin de mes études, mon tuteur américain souhaitait que je reste aux etats-unis. un jour, alors que j'étais confus, alors que je me promenais, je me suis souvenu des « trois questions patriotiques » de l'ancien directeur de l'université de nankai et j'ai senti qu'en tant que chinois, je n'avais pas encore contribué à l'innovation et au développement de mon pays. . j'ai décidé de retourner en chine. peu importe ce que j'y ferai, ce sera le nôtre.
en 2009, j'ai rejoint le centre de calcul intensif de tianjin et j'ai participé au développement et à la construction du centre « tianhe-1 ».
les défis auxquels nous avons été confrontés à l'époque n'étaient pas minimes. nous n'avons pas choisi la voie de l'architecture en anneau traditionnelle, mais nous avons utilisé une architecture informatique de fusion hétérogène combinant cpu et gpu pour construire un superordinateur. cet itinéraire.
en fait, des travaux de recherche pertinents ont commencé en 2007. afin d'accomplir les tâches pertinentes, toute l'équipe r&d a choisi de « se retirer » et de vérifier à travers des technologies sous-jacentes clés, telles que la conception logicielle et matérielle, le système d'exploitation, le compilateur, la collaboration logicielle et matérielle. planning, etc. nous sommes sur la bonne voie.
à l'été 2009, nous avons commencé la construction de l'environnement de base et l'installation du système complet. nous devons achever le déploiement et l’installation de dizaines de milliers de fibres optiques et de tonnes d’armoires. dans une pièce avec une température proche de 40°c, je dormais par terre quand j'étais fatigué, puis je reprenais le travail dès mon réveil. pendant le processus d'installation des équipements, d'anciens experts sur le point de prendre leur retraite travaillaient également avec nous en première ligne pour tirer les fibres optiques et déplacer les armoires, ce qui m'a donné une éducation à l'époque.
de cette façon, il nous a fallu environ 7 mois pour terminer la tâche de déploiement qui a pris plus d'un an et demi à d'autres. le premier supercalculateur pétaflopique chinois « tianhe-1 » est né.
en novembre 2010, le classement des 500 meilleurs supercalculateurs du monde a été annoncé et « tianhe-1 » a remporté la première place.
c'était déjà le soir lorsque la nouvelle est arrivée, et j'étais de service avec quelques collègues. après avoir entendu la nouvelle, j'étais très excité, je ne m'attendais pas à ce que notre équipe devienne réellement le projet numéro un au monde. après que mes collègues et moi avons applaudi ensemble, nous avons couru quelques tours autour de notre "tianhe-1". pour moi, qui suis d'habitude calme, c'était déjà très "extraordinaire".
le « deuxième entrepreneuriat » permet au supercalculateur chinois de véritablement prendre pied
mais bientôt, les questions de savoir si c’était « assez bon ou pas utile » se sont succédées. les experts internationaux ont mis en doute le fait que nous ayons construit une « voiture de sport » juste pour la vitesse ; certaines personnes en chine ont également mis en doute le fait que nous ayons construit une grande « console de jeu ».
la raison en est que, même si la technologie du supercalcul a fait une percée, elle a également été confrontée à des défis à l'époque : premièrement, les bases des applications de supercalcul à l'époque étaient insuffisantes, et deuxièmement, le niveau logiciel et le modèle d'algorithme n'avaient pas encore changé.
pour nous, ce qui est vraiment difficile, c’est de réaliser la « deuxième percée » en matière d’innovation appliquée, c’est-à-dire de véritablement transformer le calcul intensif en innovation et en productivité.
la « deuxième percée » est entre les mains de notre jeune équipe. en tant que responsable de l'équipe r&d de l'application, j'ai été facilement submergé par les doutes et j'ai donné un ordre militaire : si je ne peux pas mettre en œuvre l'application de « tianhe-1 », je ferai mes valises et je partirai.
nous avons constitué une équipe complète d'avant-vente, d'après-vente et de r&d. nous prenons l'équipe d'avant-vente pour explorer les besoins et les promouvoir, et sommes responsables de la promotion des systèmes, des capacités et de l'innovation de supercalcul. nous prenons le train vert et voyageons dans des dizaines de villes chaque année et organisons des centaines de conférences ou de réunions d'échange pour faire connaître à tous les supercalculateurs.
les équipes après-vente et r&d développent principalement des capacités de service technique de calcul intensif, comprennent les besoins pratiques et industriels, utilisent notre plate-forme de calcul intensif pour résoudre les besoins, ou redéveloppent des logiciels d'exploitation ou des modèles basés sur les besoins pour résoudre les problèmes d'innovation technologique et de l'industrie.
c’est précisément au cours des dernières années que nous avons transformé les superordinateurs en outils importants pour les grandes puissances, capables de calculer le ciel, la terre et les hommes.
calcul des jours, utilisé dans des applications telles que les schémas de vol aérospatiaux, les prévisions météorologiques, etc. terrain de calcul, utilisé dans l'exploration pétrolière, l'analyse sismique des barrages, etc. l’informatique humaine peut être appliquée à la recherche et au développement de médicaments et à l’analyse de données génétiques à grande échelle.
la puissance de calcul est véritablement transformée en innovation et productivité, l'innovation secondaire est réalisée et diverses écologies émergent naturellement. en se concentrant sur le développement du supercalcul, un grand nombre d'entreprises de technologie de l'information ont émergé dans les domaines des puces nationales, des systèmes d'exploitation, des serveurs, etc., jetant les bases du développement de l'industrie chinoise de l'information et de l'innovation.
le « deuxième entrepreneuriat » a permis au supercalculateur chinois de véritablement prendre pied. depuis 2010, après dix années de travail acharné, les réalisations de la chine dans le domaine du calcul intensif ont été véritablement reconnues au niveau international.
à l’heure actuelle, le développement du calcul intensif en chine incarne trois « qi » :
ambition, l'architecture informatique de fusion hétérogène portée par « tianhe-1 », est devenue la première au monde et mène la tendance internationale du supercalcul, reflétant notre ambition d'aller de l'avant et d'être à l'avant-garde du domaine.
backbone, lorsque nous avons commencé, nous étions très pauvres. nos supérieurs ont accepté cette tâche et ont émis un ordre militaire, rendant le défi impossible.
nous sommes convaincus que le supercalculateur de nouvelle génération de tianhe, totalement innovant et indépendant, nous donne plus de confiance dans le domaine hautement compétitif du supercalculateur.
bien sûr, le calcul intensif est également confronté à de nouveaux défis : la loi de moore est confrontée au défi final, et le paradigme informatique a changé rapidement, nécessitant un support informatique hybride de faible précision à grande échelle, et le calcul intensif doit réfléchir à la manière de le faire ; intégrer l'informatique intelligente ; en outre, le quantique avec l'essor de l'informatique, le calcul intensif devra se développer en parallèle à l'avenir. désormais, lorsque nous concevons une nouvelle génération de supercalculateurs, nous avons déjà réfléchi à ces questions en amont.
(cet article a été publié dans « china economic weekly » numéro 18, 2024)
