大国の最も重要な武器 スーパーコンピューティング：我々は「世界一」になった
2024-10-02
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『中国経済週刊』記者 鄭雪 北京からのレポート |
科学技術の隆盛は国を豊かにし、強い科学技術は国を強くします。
スーパーコンピュータの開発は国の技術の将来に関係しており、コンピュータ分野における「至宝」であり、国の技術レベルを測る重要な象徴である。
スーパーコンピュータは大国の重要なツールとして、主に航空宇宙、天体物理学の研究、天気予報、潮汐予測など国家のハイテク分野や最先端技術の研究で使用されており、その重要性は自明のことです。
スーパーコンピューターはどれくらいの速度で演算を実行できるのでしょうか?我が国が独自に開発した初のペタフロップススーパーコンピューター「天河1号」を例に挙げると、その最高計算速度は1秒間に4,700兆回であり、1年間に60億人が計算する必要がある問題を、スーパーコンピューターは1回で計算できる。 2番目です。
中国のスーパーコンピューター開発の歴史を振り返ると、「ガラスの部屋」は忘れることのできない過去である。 1980年代、世界のスーパーコンピュータ技術は急速に発展しました。西側諸国は長年、中国に対して多国間輸出管理政策を採用してきた。中国は高額な費用をかけて米国からスーパーコンピュータを購入したが、その性能は低下しており、その機器は独立したコンピュータ室に設置される必要があり、コンピュータ室のキーとアクティベーションパスワードは米国によって管理されている。コンピュータへのアクセスには米国職員によるレビューと監督が必要です。
主要なコア技術は購入するのが難しく、中国は独自のスーパーコンピューターを保有する必要がある。
1978年5月、国防科学技術委員会は北京でスーパーコンピュータープログラムのデモンストレーションと協力会議を開催し、このマシンが「プロジェクト785」というコードネームで呼ばれることを決定し、我が国がスーパーコンピューターの開発を正式に開始した。
貧しく極貧であることは、当時の真実の描写でした。技術は遅れており、データは不足していますが、重要な問題に取り組む決意をしている科学研究者を止めることはできません。 「スーパーコンピューターの父」と呼ばれる慈雲貴氏は、「たとえ命を危険にさらしても、中国のスーパーコンピューターを構築しなければならない」と軍事命令を出したこともある。
1983年12月、我が国初のエクサスケールスーパーコンピュータ「銀和1号」の開発に成功し、中国は米国、日本に次いで自主的にスーパーコンピュータを設計・製造した3番目の国となった。
「銀河一号」を出発点とし、多くの関係者の支援を得て、中国のスーパーコンピューターは一歩ずつ自主的な革新と継続的な超越の旅に乗り出しました。
galaxy、tianhe、sunway などの一連のスーパーコンピューター製品は徐々に輝きを増し、国内のスーパーコンピューターの計算速度もペタフロップスからエクサフロップス、そしてエクサフロップスへと飛躍的な進歩を遂げています。
2010年には「天河1号」が世界トップ500スーパーコンピュータ（以下「top500」）のタイトルを獲得し、2013年には「天河2号」の開発に成功し、わが国が世界の最先端にいることを示した。スーパーコンピュータの分野; tianheの新世代スーパーコンピュータは完全に独立したイノベーションを採用しており、計算速度は100億倍です。 2016年6月、我が国初の国産プロセッサのみで構築されたスーパーコンピュータ「sunway taihulight」が、2位のコンピュータの3倍近い計算速度でtop500リストの1位にランクインした。
「sunway taihulight」は、1 秒あたり 10 億回の浮動小数点演算を超えるピーク演算性能を備えた世界初のスーパーコンピューターでもあり、高性能コンピューティング アプリケーションの最高賞であるゴードン ベル賞を受賞しています。
スーパーコンピューターは 40 年以上にわたり開発され、何世代にもわたる科学研究者の努力により、中国のスーパーコンピューターは追いつきから並走、そして部分的にリードするまでの飛躍を遂げました。
孟香飛 (右から 2 人目) がチームと技術的解決策について話し合う
証人: 孟香飛、国家スーパーコンピューティング天津センター党書記
2009 年に博士号を取得して卒業後、私は準備中の初の国家スーパーコンピューティング センターである国家スーパーコンピューティング天津センター (以下、「天津スーパーコンピューティング センター」という) に入社し、母国のスーパーコンピューティング センターの開発と展開に参加しました。初代スーパーコンピューター「天河1号」関連作品。この経験は私にとって非常に誇りで光栄なことです。
その後、スーパーコンピューティングの「第二の起業」に参加しました。 10 年間にわたる懸命な努力を経て、スーパーコンピューティング分野における当社の成果が世界に認められるようになりました。
現在、我が国のスーパーコンピューティングは、技術面だけでなく、ソフトウェアやアプリケーションのブレークスルーにおいても、追いつきから並走、そして部分的にリードする飛躍を遂げています。関連する成果は、何世代にもわたる科学研究者の努力と不可分であり、科学研究者の野心、誠実さ、自信の継承と不可分です。
2022 年、孟香飛氏は公開イベントで中国のスーパーコンピューターの開発の歴史を紹介しました。
まさか「世界一」になれるとは思っていませんでした。
2006 年、私は天津の南開大学で理論物理学の博士号取得を目指して勉強していましたが、関連するテーマの研究には強力な計算能力のサポートが必要でしたが、当時、この国にはそのような条件がありませんでした。その後、中国奨学会の援助を受けてアメリカへ留学しました。
私はアメリカのイノベーション能力の基盤と環境について多くのことを感じています。渡米2年目で、私の研究室は理論物理学分野の国際年次総会で合計4件の研究成果を発表し、そのうちの2件半は主に私が完成させたもので、とても充実感を感じました。当時。しかし同時に、私は別の問題も感じています。それは、アメリカの機関の署名が第一位であり、私たちの貢献は他の機関にとってはおまけのようなものであるということです。
私の勉強の終わりに、アメリカ人の家庭教師は私にアメリカに残ることを望みました。混乱していたある日の散歩の途中、南開大学の元校長の「愛国三問」を思い出し、中国人として自分はまだ祖国の革新と発展に貢献できていないのではないかと感じた。 。私は、どんなに頑張っても、どんなに小さくても、それは私たちのものになると決心しました。
2009年に天津スーパーコンピューティングセンターに入社し、「天河1号」の開発とセンター建設に参加しました。
当時私たちが直面した課題は小さくありませんでした。その代わりに、私たちは cpu と gpu を組み合わせたヘテロジニアス フュージョン コンピューティング アーキテクチャを使用してスーパーコンピューターを構築しました。このルート。
実際、関連する研究作業は 2007 年に始まりました。関連するタスクを完了するために、研究開発チーム全体が「後退」することを選択し、ソフトウェアとハードウェアの設計、オペレーティング システム、コンパイラ、ソフトウェアとハードウェアの連携などの主要な基礎テクノロジを通じて検証しました。スケジュール調整など。私たちは正しい方向に進んでいます。
2009年夏に、基本環境の構築とシステム全体の導入を開始しました。私たちは数万本の光ファイバーと数トンのキャビネットの展開と設置を完了する必要があります。気温40度近い部屋で、疲れたら床で寝て、目が覚めたらまた仕事をするという生活をしていました。設備設置の際には、退職を控えたベテランの方々も最前線で一緒に光ファイバーを引いたり、筐体を移動したりして、勉強になりました。
このようにして、他の人が完了するのに1年半以上かかった導入タスクを完了するのに約7か月かかりました、中国初のペタフロップススーパーコンピュータ「天河1号」が誕生しました。
2010年11月に世界トップ500スーパーコンピューターのランキングが発表され、「天河一号」が1位を獲得した。
その知らせが来たのはすでに夕方で、私は数人の同僚と勤務中でしたが、その知らせを聞いた後、私たちのチームが実際に世界一のプロジェクトになるとは予想もしていませんでした。同僚と私は一緒に応援した後、「天河一号」の周囲を数周走りましたが、普段は穏やかな私にとって、それはすでに非常に「非日常的」でした。
「第二の起業家精神」により、中国のスーパーコンピューティングは真の足場を築くことができる
しかしすぐに、「十分なのか、役に立たないのか」という疑問が次々と湧いてきました。海外の専門家は、我々がスピードを追求するためだけに「スポーツカー」を作ったのではないかと疑問を呈し、中国の一部の人々も、我々が大型の「ゲーム機」を作ったのではないかと疑問を呈した。
その理由は、スーパーコンピューティング技術は画期的な進歩を遂げたものの、当時はスーパーコンピューティング応用の基盤が不十分であったこと、そしてソフトウェアレベルやアルゴリズムモデルがまだ変わっていなかったことなど、当時の課題にも直面していたからです。
私たちにとって本当に難しいのは、応用イノベーションにおける「第 2 のブレークスルー」、つまりスーパーコンピューティングをイノベーションと生産性へと真に変革することです。
「第二の躍進」は若いチームの手にかかっています。アプリケーション研究開発チームの責任者として、私はすぐに疑念に打ちのめされ、「天河一号」のアプリケーションを実装できない場合は荷物をまとめて出発するという軍命令を出しました。
当社はプリセールス、アフターセールス、研究開発の総合チームを構築しています。プリセールスチームがニーズを探り、それを推進し、スーパーコンピューティングのシステム、機能、イノベーションの推進を担当します。私たちはグリーントレインに乗って年間数十都市を回り、何百回もの講演会や交流会を開催してスパコンのことを知ってもらっています。
アフターセールスチームと研究開発チームは主にスーパーコンピューティングの技術サービス能力を開発し、実用的および産業上のニーズを理解し、スーパーコンピューティングプラットフォームを使用してニーズを解決したり、技術革新や業界の問題を解決するためにニーズに基づいてオペレーティングソフトウェアやモデルを再開発したりします。
まさにここ数年、私たちはスーパーコンピューターを大国の重要なツールとして組み込んで、空、地球、そして人々を計算できるようになりました。
日数の計算。航空宇宙飛行パターンや天気予報などのアプリケーションで使用されます。石油探査やダムの耐震解析などに利用される計算用地。ヒューマンコンピューティングは、医薬品の研究開発や大規模な遺伝子データの分析に応用できます。
まさにコンピューティングパワーがイノベーションと生産性に変わり、二次的なイノベーションが起こり、さまざまなエコロジーが自然に生まれます。スーパーコンピューティングの開発を中心に、国産チップ、オペレーティングシステム、サーバーなどの分野で多数の情報技術企業が出現し、中国の情報・イノベーション産業発展の基礎を築いた。
「第二の起業家精神」により、中国のスーパーコンピューティングは真の足場を築くことができた。 2010 年以来、10 年間にわたる努力を経て、スーパーコンピューティング分野における中国の成果は国際的に真に認められるようになりました。
今見てみると、中国におけるスーパーコンピューティングの発展には、次の 3 つの「気」が体現されています。
「天河1号」が搭載するヘテロジニアス・フュージョン・コンピューティング・アーキテクチャであるambitionは、世界初となり、国際的なスーパーコンピューティングのトレンドをリードしており、この分野で前進し、最前線で競争するという当社の野心を反映しています。
バックボーン、私たちが最初に始めたとき、私たちは非常に貧しかったので、先輩たちがこの任務を受け入れて軍令を出し、挑戦を不可能にしました。
私たちは、完全に独立して革新的な tianhe の新世代スーパーコンピューターが、競争の激しいスーパーコンピューティング分野において私たちにさらなる自信を与えてくれると確信しています。
もちろん、スーパーコンピューティングは新たな課題にも直面しています。ムーアの法則は終わりの課題に直面しており、コンピューティングのパラダイムは変化しています。人工知能は急速に発展しており、大規模で低精度のハイブリッド コンピューティングのサポートが必要です。また、スーパーコンピューティングは、次のような課題を解決する方法を考える必要があります。インテリジェント コンピューティングとの統合、さらに量子コンピューティングの台頭により、将来的にはスーパーコンピューティングもそれと並行して発展する必要があります。現在、新世代のスーパーコンピューターを設計する際には、これらの問題を事前に考慮しています。
（この記事は『中国経済週報』2024年18号に掲載されたものです）
