l’arma più importante di una grande potenza |. supercalcolo: siamo diventati i “numeri uno al mondo”
2024-10-02
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il giornalista del "china economic weekly" zheng xue |
la prosperità della scienza e della tecnologia farà prosperare la nazione, e una scienza e una tecnologia forti renderanno forte il paese.
lo sviluppo dei supercomputer è legato al futuro tecnologico del paese. è il "gioiello della corona" nel campo dei computer e un simbolo importante per misurare il livello tecnologico di un paese.
essendo uno strumento importante di una grande potenza, i supercomputer sono utilizzati principalmente nei settori nazionali dell’alta tecnologia e nella ricerca tecnologica all’avanguardia, come l’aerospaziale, la ricerca astrofisica, le previsioni meteorologiche, le previsioni delle maree, ecc. la sua importanza è evidente.
quanto velocemente un supercomputer può eseguire operazioni? prendiamo come esempio tianhe-1, il primo supercomputer petaflop sviluppato in modo indipendente dal mio paese. la sua velocità di elaborazione massima è di 4.700 trilioni di volte al secondo. se 6 miliardi di persone devono calcolare un problema in un anno, il supercomputer può calcolarlo in uno secondo.
guardando indietro alla storia dello sviluppo dei supercomputer in cina, la “stanza di vetro” è un passato che non può essere dimenticato. negli anni '80, la tecnologia mondiale dei supercomputer si sviluppò rapidamente. i paesi occidentali hanno da tempo adottato politiche multilaterali di controllo delle esportazioni contro la cina. sebbene la cina abbia speso un prezzo elevato per acquistare supercomputer dagli stati uniti, le relative prestazioni sono state indebolite. le apparecchiature devono essere collocate in una sala computer indipendente. le chiavi della sala computer e le password di attivazione sono controllate dagli stati uniti ai computer richiede revisione e supervisione da parte di personale statunitense.
le tecnologie chiave sono difficili da acquistare e la cina ha bisogno di un proprio supercomputer.
nel maggio 1978, la commissione nazionale per la scienza e la tecnologia della difesa tenne una riunione dimostrativa e di collaborazione sul programma di supercomputer e stabilì che la macchina aveva il nome in codice "progetto 785".
essere poveri e indigenti era un vero ritratto di quel tempo. la tecnologia è arretrata e i dati sono scarsi, ma ciò non può fermare i ricercatori scientifici determinati ad affrontare i problemi chiave. ci yungui, il "padre dei supercomputer", ha addirittura emesso un ordine militare: "anche se rischiamo la vita, dobbiamo costruire i supercomputer cinesi".
nel dicembre 1983, il primo supercomputer exascale del mio paese, "yinhe-1", è stato sviluppato con successo. la cina è diventata il terzo paese, dopo gli stati uniti e il giappone, a progettare e produrre supercomputer in modo indipendente.
prendendo "yinhe no.1" come punto di partenza e con il supporto di molte parti, il supercomputer cinese ha intrapreso, passo dopo passo, un viaggio di innovazione indipendente e trascendenza continua.
serie di prodotti di supercomputer come galaxy, tianhe e sunway hanno gradualmente acquisito brillantezza e anche la velocità di calcolo dei supercomputer domestici ha raggiunto progressi dai petaflop agli exaflop e poi agli exaflop.
nel 2010, "tianhe-1" ha vinto il titolo dei 500 migliori supercomputer del mondo (di seguito denominato "top500"); il "tianhe-2", sviluppato con successo nel 2013, ha segnato il fatto che il mio paese è stato all'avanguardia nel mondo; il campo dei supercomputer; il supercomputer di nuova generazione di tianhe, che adotta innovazioni completamente indipendenti, ha una velocità di calcolo di 10 miliardi di volte. nel giugno 2016, il primo supercomputer del mio paese, "sunway taihulight", costruito interamente con processori di produzione nazionale, si è classificato al primo posto nella lista top500 con una velocità di elaborazione quasi tre volte più veloce del computer al secondo posto.
"sunway taihulight" è anche il primo supercomputer al mondo con prestazioni di calcolo di picco superiori a un miliardo di operazioni in virgola mobile al secondo. ha vinto il gordon bell award, il più alto riconoscimento per le applicazioni informatiche ad alte prestazioni.
i supercomputer sono stati sviluppati per più di 40 anni. con gli sforzi di generazioni di ricercatori scientifici, i supercomputer cinesi hanno compiuto un salto dal recupero al funzionamento parallelo a quello parzialmente leader.
meng xiangfei (secondo da destra) discute le soluzioni tecniche con il team
testimone: meng xiangfei, segretario del partito del centro nazionale di supercalcolo di tianjin
nel 2009, dopo aver conseguito un dottorato di ricerca, sono entrato a far parte del centro nazionale di supercalcolo di tianjin (di seguito denominato "centro di supercalcolo di tianjin"), il primo centro nazionale di supercalcolo in fase di preparazione, e ho partecipato allo sviluppo e all'implementazione del mio paese primo supercomputer al primo posto nel mondo per i lavori legati a "tianhe-1". questa esperienza mi rende estremamente orgoglioso e onorato.
successivamente ho partecipato alla "seconda imprenditorialità" del supercalcolo. dopo dieci anni di duro lavoro, il mondo ha veramente riconosciuto i nostri risultati nel campo del supercalcolo.
al momento, il supercalcolo del mio paese ha fatto un salto dal recupero al progresso parallelo e parzialmente leader, non solo nella tecnologia, ma anche nelle innovazioni software e applicative. risultati rilevanti sono inseparabili dagli sforzi di generazioni di ricercatori scientifici, e sono inseparabili dall’eredità dell’ambizione, dell’integrità e della fiducia dei ricercatori scientifici.
nel 2022, meng xiangfei ha presentato la storia dello sviluppo dei supercomputer cinesi in un evento pubblico.
non mi aspettavo che saremmo diventati “i numeri 1 al mondo”.
nel 2006 stavo studiando per un dottorato in fisica teorica presso l'università nankai di tianjin. la ricerca su argomenti correlati richiedeva il supporto di una forte potenza di calcolo, ma a quel tempo il paese non aveva tali condizioni. successivamente, con il sostegno del china scholarship council, sono andato a studiare negli stati uniti.
ho molto a cuore la piattaforma e l’ambiente delle capacità di innovazione americane. nel secondo anno dopo il mio arrivo negli stati uniti per studiare, il mio laboratorio ha pubblicato un totale di 4 risultati di ricerca all'incontro annuale internazionale nel campo della fisica teorica, due e mezzo dei quali sono stati completati principalmente da me al momento. ma allo stesso tempo vedo anche un altro problema: le firme delle istituzioni americane sono al primo posto, e i nostri contributi sono davvero la ciliegina sulla torta per gli altri.
alla fine dei miei studi, il mio tutor americano voleva che restassi negli stati uniti. un giorno, mentre ero confuso, mentre andavo a fare una passeggiata, mi sono ricordato delle "tre domande patriottiche" del vecchio preside dell'università di nankai e ho sentito che, come cinese, non avevo ancora contribuito all'innovazione e allo sviluppo del mio paese . ho deciso di tornare in cina, non importa quanto o quanto poco farò, sarà nostro.
nel 2009 sono entrato a far parte del tianjin supercomputing center e ho partecipato allo sviluppo e alla costruzione del centro di "tianhe-1".
le sfide che abbiamo dovuto affrontare in quel momento non erano piccole. all'epoca non abbiamo scelto la strada dell'architettura ad anello tradizionale, ma abbiamo utilizzato un'architettura fusion computing eterogenea che combinava cpu e gpu per costruire un supercomputer questo percorso.
in effetti, il lavoro di ricerca rilevante è iniziato nel 2007. per completare i compiti rilevanti, l'intero team di ricerca e sviluppo ha scelto di "ritirarsi" e verificare attraverso le principali tecnologie sottostanti, come progettazione software e hardware, sistema operativo, compilatore, collaborazione software e hardware. pianificazione, ecc. siamo sulla strada giusta.
nell'estate del 2009 abbiamo iniziato la costruzione dell'ambiente di base e l'installazione del sistema completo. dobbiamo completare lo spiegamento e l'installazione di decine di migliaia di fibre ottiche e tonnellate di armadi. in una stanza con una temperatura vicina ai 40°c, dormivo sul pavimento quando ero stanco, per poi riprendere a lavorare quando mi svegliavo. durante il processo di installazione delle apparecchiature, alcuni vecchi esperti che stavano per andare in pensione lavoravano con noi in prima linea per tirare le fibre ottiche e spostare gli armadi, il che mi ha dato una formazione in quel periodo.
in questo modo, ci sono voluti circa 7 mesi per completare l'attività di implementazione che altri hanno impiegato più di un anno e mezzo per completare. è nato il primo supercomputer petaflop "tianhe-1" della cina.
nel novembre 2010 è stata annunciata la classifica dei 500 migliori supercomputer del mondo e "tianhe-1" ha vinto il primo posto.
era già sera quando arrivò la notizia ed ero in servizio con alcuni colleghi. dopo aver appreso la notizia, non mi sarei mai aspettato che il nostro team diventasse davvero il progetto numero uno al mondo. dopo che io e i miei colleghi abbiamo esultato insieme, abbiamo fatto qualche giro attorno alla nostra "tianhe-1". per me, che di solito sono calmo, è stato già molto "straordinario".
la “seconda imprenditorialità” consente al supercalcolo cinese di prendere davvero piede
ma presto si susseguirono domande sul fatto se fosse “abbastanza buono o non utile”. gli esperti internazionali hanno messo in dubbio che abbiamo costruito una "macchina sportiva" solo per amore della velocità. alcune persone in cina hanno messo in dubbio anche che abbiamo costruito una grande "console di gioco".
il motivo è che, sebbene la tecnologia del supercalcolo abbia fatto un passo avanti, all’epoca ha anche dovuto affrontare delle sfide: in primo luogo, le basi per le applicazioni di supercalcolo a quel tempo erano insufficienti e, in secondo luogo, il livello del software e il modello dell’algoritmo non erano ancora cambiati.
per noi ciò che è veramente difficile è realizzare la “seconda svolta” nell’innovazione applicata, ovvero trasformare veramente il supercalcolo in innovazione e produttività.
la "seconda svolta" è nelle mani del nostro giovane team. in qualità di responsabile del team di ricerca e sviluppo dell’applicazione, sono stato facilmente sopraffatto dai dubbi e ho emesso un ordine militare: se non riesco a implementare l’applicazione di “tianhe-1”, farò le valigie e me ne andrò.
abbiamo creato un team a tutto tondo di prevendita, postvendita e ricerca e sviluppo. prendiamo il team di prevendita per esplorare le esigenze e promuoverle e siamo responsabili della promozione dei sistemi, delle capacità e dell'innovazione del supercalcolo. prendiamo il treno verde e viaggiamo in dozzine di città ogni anno e teniamo centinaia di conferenze o incontri di scambio per far conoscere a tutti i supercomputer.
i team di post-vendita e di ricerca e sviluppo sviluppano principalmente capacità di servizio tecnico di supercalcolo, comprendono le esigenze pratiche e industriali, utilizzano la nostra piattaforma di supercalcolo per risolvere esigenze o ri-sviluppare software o modelli operativi in base alle esigenze per risolvere l'innovazione tecnologica e i problemi del settore.
è proprio negli ultimi anni che abbiamo trasformato i supercomputer in strumenti importanti per le grandi potenze in grado di calcolare il cielo, la terra e le persone.
calcolo dei giorni, utilizzato in applicazioni quali modelli di volo aerospaziale, previsioni meteorologiche, ecc. terreno di calcolo, utilizzato nell'esplorazione petrolifera, nell'analisi sismica delle dighe, ecc. l’informatica umana può essere applicata alla ricerca e allo sviluppo di farmaci e all’analisi di dati genetici su larga scala.
la potenza di calcolo viene realmente trasformata in innovazione e produttività, si ottiene l’innovazione secondaria e varie ecologie emergono naturalmente. concentrandosi sullo sviluppo del supercalcolo, sono emerse numerose società di tecnologia dell'informazione nei settori dei chip domestici, dei sistemi operativi, dei server, ecc., gettando le basi per lo sviluppo dell'industria cinese dell'informazione e dell'innovazione.
la “seconda imprenditorialità” ha permesso al supercalcolo cinese di prendere veramente piede. dal 2010, dopo dieci anni di duro lavoro, i risultati conseguiti dalla cina nel campo del supercalcolo sono stati realmente riconosciuti a livello internazionale.
considerandolo ora, lo sviluppo del supercalcolo in cina racchiude in sé tre “qi”:
ambition, l'architettura eterogenea di fusione informatica portata avanti da "tianhe-1" è diventata la prima al mondo e guida la tendenza internazionale del supercalcolo, riflettendo la nostra ambizione di andare avanti e competere in prima linea nel campo.
backbone, quando abbiamo iniziato, eravamo molto poveri. i nostri anziani hanno accettato questo compito e hanno emesso un ordine militare, rendendo la sfida impossibile.
siamo fiduciosi che il supercomputer di nuova generazione di tianhe, che è completamente innovativo e indipendente, ci dia maggiore fiducia nel campo altamente competitivo del supercalcolo.
naturalmente, anche il supercalcolo si trova ad affrontare nuove sfide: la legge di moore sta affrontando la sfida finale, e il paradigma informatico è cambiato, l'intelligenza artificiale si sta sviluppando rapidamente, richiedendo supporto informatico ibrido a bassa precisione su larga scala, e il supercalcolo deve pensare a come farlo; integrarsi con l'informatica intelligente; inoltre, l'informatica quantistica con l'avvento dell'informatica, in futuro il supercalcolo dovrà svilupparsi insieme ad esso. ora, quando progettiamo una nuova generazione di supercomputer, abbiamo già considerato questi problemi in anticipo.
(questo articolo è stato pubblicato nel numero 18 di "china economic weekly", 2024)
