a arma mais importante de uma grande potência | supercomputação: nos tornamos o “número um do mundo”
2024-10-02
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repórter do "china economic weekly" zheng xue reportagem de pequim |
a prosperidade da ciência e da tecnologia fará com que a nação prospere, e a ciência e a tecnologia fortes tornarão o país forte.
o desenvolvimento dos supercomputadores está relacionado ao futuro tecnológico do país. é a “jóia da coroa” na área de informática e um símbolo importante para medir o nível tecnológico de um país.
como uma ferramenta importante de uma grande potência, os supercomputadores são usados principalmente em campos nacionais de alta tecnologia e pesquisa de tecnologia de ponta, como aeroespacial, pesquisa astrofísica, previsão do tempo, previsão de marés, etc.
quão rápido um supercomputador pode realizar operações? tomemos como exemplo o tianhe-1, o primeiro supercomputador petaflop desenvolvido de forma independente pelo meu país. sua velocidade máxima de computação é de 4.700 trilhões de vezes por segundo. se 6 bilhões de pessoas precisarem calcular um problema em um ano, o supercomputador pode calculá-lo em um. segundo acabou.
olhando para trás, para a história do desenvolvimento dos supercomputadores na china, a “sala de vidro” é um passado que não pode ser esquecido. na década de 1980, a tecnologia mundial de supercomputadores desenvolveu-se rapidamente. os países ocidentais adoptaram há muito tempo políticas multilaterais de controlo das exportações contra a china. embora a china tenha gasto um preço alto para comprar supercomputadores dos estados unidos, o desempenho relacionado foi emasculado. o equipamento precisa ser colocado em uma sala de informática independente. as chaves da sala de informática e as senhas de ativação são controladas pelos estados unidos. aos computadores requer revisão e supervisão por pessoal dos eua.
as tecnologias essenciais são difíceis de comprar e a china precisa de ter o seu próprio supercomputador.
em maio de 1978, a comissão nacional de ciência e tecnologia de defesa realizou uma reunião de demonstração e colaboração do programa de supercomputadores em pequim e determinou que a máquina recebeu o codinome "projeto 785".
ser pobre e desamparado era um verdadeiro retrato daquela época. a tecnologia está atrasada e os dados são escassos, mas isso não pode impedir os investigadores científicos que estão determinados a resolver problemas fundamentais. ci yungui, o “pai dos supercomputadores”, chegou a emitir uma ordem militar: “mesmo que arrisquemos as nossas vidas, devemos construir os supercomputadores da china”.
em dezembro de 1983, o primeiro supercomputador exaescale do meu país, "yinhe-1", foi desenvolvido com sucesso. a china se tornou o terceiro país, depois dos estados unidos e do japão, a projetar e fabricar supercomputadores de forma independente.
tomando o "yinhe no.1" como ponto de partida e com o apoio de muitas partes, o supercomputador da china embarcou passo a passo numa jornada de inovação independente e transcendência contínua.
séries de produtos de supercomputadores como galaxy, tianhe e sunway ganharam gradualmente brilho, e a velocidade de computação dos supercomputadores domésticos também alcançou avanços de petaflops para exaflops e depois para exaflops.
em 2010, "tianhe-1" ganhou o título dos 500 melhores supercomputadores do mundo (doravante denominado "top500"); o "tianhe-2" desenvolvido com sucesso em 2013 marcou que meu país tem estado na vanguarda do mundo em o campo dos supercomputadores de nova geração da tianhe, que adota inovação totalmente independente, tem uma velocidade de computação de 10 bilhões de vezes. em junho de 2016, o primeiro supercomputador do meu país, "sunway taihulight", construído inteiramente com processadores produzidos internamente, ficou em primeiro lugar na lista top500 com uma velocidade de computação quase três vezes mais rápida que a do segundo colocado.
"sunway taihulight" também é o primeiro supercomputador do mundo com desempenho computacional máximo superior a um bilhão de operações de ponto flutuante por segundo. ele ganhou o prêmio gordon bell, o maior prêmio para aplicações de computação de alto desempenho.
os supercomputadores foram desenvolvidos há mais de 40 anos. com os esforços de gerações de pesquisadores científicos, os supercomputadores da china deram um salto de recuperação para operação paralela e parcialmente líder.
meng xiangfei (segundo à direita) discute soluções técnicas com a equipe
testemunha: meng xiangfei, secretário do partido do centro nacional de supercomputação de tianjin
em 2009, depois de me formar com um doutorado, ingressei no centro nacional de supercomputação de tianjin (doravante denominado "centro de supercomputação de tianjin"), o primeiro centro nacional de supercomputação em preparação, e participei do desenvolvimento e implantação do meu país primeiro supercomputador classificado em primeiro lugar no mundo "tianhe-1" trabalho relacionado. essa experiência me deixa extremamente orgulhoso e honrado.
posteriormente, participei do “segundo empreendedorismo” da supercomputação. após dez anos de trabalho árduo, o mundo reconheceu verdadeiramente as nossas conquistas no campo da supercomputação.
actualmente, a supercomputação do meu país deu um salto, passando de uma situação de recuperação para uma execução paralela, para uma liderança parcial, não apenas em tecnologia, mas também em avanços de software e aplicações. conquistas relevantes são inseparáveis dos esforços de gerações de investigadores científicos e são inseparáveis da herança da ambição, integridade e confiança dos investigadores científicos.
em 2022, meng xiangfei apresentou a história do desenvolvimento dos supercomputadores da china num evento público.
eu não esperava que nos tornaríamos “nº 1 do mundo”
em 2006, eu estava fazendo doutorado em física teórica na universidade nankai, em tianjin. a pesquisa sobre temas relacionados exigia o apoio de um forte poder de computação, mas naquela época o país não tinha tais condições. mais tarde, com o apoio do conselho de bolsas da china, fui estudar nos estados unidos.
tenho muita preocupação com a plataforma e o ambiente das capacidades de inovação americanas. no segundo ano após chegar aos estados unidos para estudar, meu laboratório divulgou um total de 4 resultados de pesquisas no encontro anual internacional na área de física teórica, dois dos quais foram concluídos principalmente por mim. no momento. mas, ao mesmo tempo, vejo também outro problema: as assinaturas das instituições americanas estão em primeiro lugar e as nossas contribuições são realmente a cereja no topo do bolo para outras.
no final dos meus estudos, meu tutor americano quis que eu ficasse nos estados unidos. certo dia, quando estava confuso, a caminho de uma caminhada, lembrei-me das "três questões patrióticas" do antigo diretor da universidade de nankai e senti que, como chinês, ainda não havia contribuído para a inovação e o desenvolvimento do meu país . decidi voltar para a china. não importa o quanto eu faça, será nosso.
em 2009, ingressei no centro de supercomputação de tianjin e participei do desenvolvimento e construção do centro do "tianhe-1".
os desafios que enfrentamos naquela época não eram pequenos. não escolhemos a rota da arquitetura em anel convencional. em vez disso, usamos uma arquitetura de computação de fusão heterogênea que combinava cpu e gpu para construir um supercomputador. esta rota.
na verdade, o trabalho de pesquisa relevante começou em 2007. para concluir as tarefas relevantes, toda a equipe de p&d optou por “recuar” e verificada por meio de tecnologias subjacentes importantes, como design de software e hardware, sistema operacional, compilador, software e hardware colaborativo agendamento, etc. estamos no caminho certo.
no verão de 2009 iniciamos a construção do ambiente básico e a instalação do sistema completo. precisamos concluir a implantação e instalação de dezenas de milhares de fibras ópticas e toneladas de gabinetes. em um quarto com temperatura próxima de 40°c, eu dormia no chão quando estava cansado e voltava ao trabalho ao acordar. durante o processo de instalação dos equipamentos, alguns antigos especialistas que estavam prestes a se aposentar também trabalharam conosco na linha de frente para puxar fibras ópticas e movimentar gabinetes, o que me deu uma formação na época.
dessa forma, levamos cerca de 7 meses para concluir a tarefa de implantação que levou mais de um ano e meio para ser concluída. nasceu o primeiro supercomputador petaflop "tianhe-1".
em novembro de 2010, foi anunciado o ranking dos 500 melhores supercomputadores do mundo, e "tianhe-1" conquistou o primeiro lugar.
já era noite quando a notícia chegou e eu estava de plantão com alguns colegas. depois de ouvir a notícia, nunca esperei que nossa equipe se tornasse realmente o projeto número um do mundo. depois que meus colegas e eu torcemos juntos, demos algumas voltas em torno do nosso “tianhe-1”. para mim, que normalmente sou calmo, já foi muito “extraordinário”.
"segundo empreendedorismo" permite que a supercomputação da china realmente ganhe uma posição segura
mas logo surgiram dúvidas sobre se era “bom o suficiente ou não é útil”. especialistas internacionais questionaram que construímos um “carro esportivo” apenas por uma questão de velocidade; algumas pessoas na china também questionaram que construímos um grande “console de jogos”.
a razão é que, embora a tecnologia de supercomputação tenha feito um avanço, também enfrentou desafios na altura: primeiro, a base para aplicações de supercomputação naquela altura era insuficiente e, segundo, o nível de software e o modelo de algoritmo ainda não tinham mudado.
para nós, o que é realmente difícil é alcançar o “segundo avanço” na inovação aplicada, ou seja, transformar verdadeiramente a supercomputação em inovação e produtividade.
o “segundo avanço” está nas mãos da nossa jovem equipe. como responsável pela equipe de p&d da aplicação, fui facilmente dominado por dúvidas e fiz uma ordem militar: se não conseguir implementar a aplicação do “tianhe-1”, farei as malas e irei embora.
construímos uma equipe completa de pré-vendas, pós-vendas e p&d. levamos a equipe de pré-vendas para explorar as necessidades e promovê-las, e somos responsáveis pela promoção de sistemas, capacidades e inovação de supercomputação. pegamos o trem verde e viajamos para dezenas de cidades todos os anos e realizamos centenas de palestras ou reuniões de intercâmbio para que todos conheçam os supercomputadores.
as equipes de pós-venda e p&d desenvolvem principalmente capacidades de serviços técnicos de supercomputação, entendem as necessidades práticas e industriais, usam nossa plataforma de supercomputação para resolver necessidades ou redesenvolvem software operacional ou modelos baseados em necessidades para resolver inovações tecnológicas e problemas da indústria.
foi precisamente nos últimos anos que transformamos os supercomputadores em ferramentas importantes para grandes potências que podem calcular o céu, a terra e as pessoas.
cálculo de dias, usado em aplicações como padrões de voo aeroespacial, previsões meteorológicas, etc. terreno de cálculo, utilizado em exploração de petróleo, análise sísmica de barragens, etc. a computação humana pode ser aplicada à pesquisa e desenvolvimento de medicamentos e à análise de dados genéticos em larga escala.
o poder da computação é verdadeiramente transformado em inovação e produtividade, a inovação secundária é alcançada e várias ecologias emergem naturalmente. com foco no desenvolvimento da supercomputação, um grande número de empresas de tecnologia da informação surgiram nas áreas de chips nacionais, sistemas operacionais, servidores, etc., estabelecendo as bases para o desenvolvimento da indústria de informação e inovação da china.
o “segundo empreendedorismo” permitiu que a supercomputação da china ganhasse verdadeiramente uma posição segura. desde 2010, após dez anos de trabalho árduo, as realizações da china no domínio da supercomputação foram verdadeiramente reconhecidas internacionalmente.
olhando agora, o desenvolvimento da supercomputação na china incorpora três “qi”:
ambição, a arquitetura heterogênea de computação de fusão transportada por "tianhe-1" tornou-se a primeira do mundo e lidera a tendência internacional de supercomputação, refletindo nossa ambição de avançar e competir na vanguarda do campo.
backbone, quando começamos, éramos muito pobres. nossos superiores aceitaram essa tarefa e emitiram uma ordem militar, tornando o desafio impossível.
estamos confiantes de que o supercomputador de nova geração da tianhe, que é inovador de forma totalmente independente, nos dá mais confiança no campo altamente competitivo da supercomputação.
é claro que a supercomputação também enfrenta novos desafios: a lei de moore enfrenta o desafio final, e o paradigma da computação está se desenvolvendo rapidamente, exigindo suporte de computação híbrida de baixa precisão em larga escala, e a supercomputação precisa pensar em como fazê-lo; integrar-se à computação inteligente; além disso, quântica. com a ascensão da computação, a supercomputação precisará se desenvolver em conjunto com ela no futuro. agora, quando projetamos uma nova geração de supercomputadores, já consideramos essas questões antecipadamente.
(este artigo foi publicado na edição 18 do "china economic weekly" de 2024)
