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走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

2014年,首屆世界網際網路大會·烏鎮峰會在江南水鄉桐鄉烏鎮開幕,也是這一年,大陸手機上網人群首次超過傳統PC。

10年時間如水流逝,烏鎮的網際網路話題卻從未終止。從最初的5G,再到大資料、人工智能,直至今日引領風潮的大模型,“枕水烏鎮”已然蛻變成為了“雲上烏鎮”。

現在,這裡又解鎖了一枚新的科技密鑰——超級計算。在2021世界網際網路大會上,“烏鎮之光”超算中心正式落成。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

7月25日,浙江省科協“走進新質生産力”系列科普活動走進了“烏鎮之光”超算中心,桐鄉市科協組織了現代實驗學校的同學,他們帶着好奇心和31.7萬網友一起感受這個浙江省“最強大腦”的科學魅力。

全省唯一的超算中心有什麼奧秘?

去年,随着國家超算烏鎮中心順利通過了國家科技部的嚴格驗收,并正式納入國家超算中心序列,浙江終于擁有了屬于自己的國家超算中心——這是全省唯一的、也是全國第14個這樣的超算中心,填補了浙江在這一高科技領域的空白。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

當孩子們滿懷好奇地走進國家超級計算烏鎮中心展廳,仿佛踏入了一個科技與未來的交彙之地。在這裡,孩子們深入了解了超算中心是如何以晶片為核心,圍繞“芯—端—雲—算”建構起一條完整且自主的産業鍊與工業鍊。從晶片的設計制造到終端産品的開發,再到雲端資料處理和服務,每一個環節都凝聚着科研人員的心血與智慧。孩子們通過直覺的展示,感受到了科技創新的力量,以及它對現代社會所産生的深遠影響。

随後,大家步入了“烏鎮之光”超算中心,這裡蘊藏着不可思議的計算力量。它的速度有多快?如果全國14億人共同努力,每人每秒進行1次運算,也要不眠不休連續算上4年,而這些“烏鎮之光”僅需1秒就可以完成。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

步入超算中心内部,機房内是一排排整齊排列的超級計算機。講解老師向大家介紹道,“烏鎮之光”采用了國際領先的沉浸式相變式液冷技術,通過将元器件浸泡在一種特殊的冷卻液體中,確定這些高性能計算機能夠在無間斷的狀态下穩定運作。

那麼,這神奇的“烏鎮之光”超算中心究竟能夠算些什麼呢?

講解老師告訴大家,“簡單地說它可以算天、算地、算人。”比如在杭州第19屆亞運會期間,浙江省大氣環境監測預警預報平台就是借助超算中心強大的算力,實作了預報精度的飛躍——将預報的最小機關空間從原來的16平方公裡精确到了1平方公裡,預報時長也從7天延長到了15天。不僅如此,超算中心的應用範圍還涵蓋了人工智能、智慧城市、生命科學等多個前沿領域,為科學研究和社會發展提供了強有力的支援。

大陸的超級計算發展有多快?

參觀完令人震撼的超算中心後,烏鎮超算中心營運經理姜老師給孩子們帶來了一堂關于“超級計算”的大師課,為孩子們揭開了超級計算的神秘面紗。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

什麼是超級計算?姜老師告訴大家,超級計算機(Supercomputer)顧名思義,其實就是一種計算力極強的計算機,它能夠執行普通計算機或伺服器無法處理的大量資料與任務。而用以衡量超算的關鍵名額,可不單單隻有運算速度,資料存儲容量以及系統效率同樣至關重要。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

現在全球的超算中心主要分布在科技發達的國家和地區,如美國、中國、歐洲及日本等。這些地區擁有雄厚的科研實力和經濟基礎,能夠支撐超算中心的建設和營運。根據世界超級計算機500強排名,目前全球排名第一的超級計算機是由美國橡樹嶺國家實驗室與AMD公司合作研發的“Frontier”。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

21世紀以來,大陸的計算領域進入快速發展階段,開始大力投入自主研發,湧現出一批具有自主知識産權的高性能計算技術和産品。

那麼,我們為何要如此投入在超級計算的領域?超算究竟可以給我們的生活帶來怎樣的變化?

超級計算的應用領域十分廣泛,它不僅可以在科學研究和工業生産方面發揮重要作用,而且還能為我們的社會服務帶來巨大的幫助。如今,“烏鎮之光”超算中心已經成為了科研領域的堅強後盾,為包括烏鎮實驗室、之江實驗室、南湖實驗室在内的多個重點實驗室提供了強大的算力支援,助力科研人員在材料科學、生物醫學、天體實體等領域取得重要突破。

姜老師還跟大家分享了高性能計算的發展為汽車設計行業帶來的巨大變革。通過高性能計算,汽車設計師和工程師能夠以前所未有的速度和精度模拟和分析汽車的每一個部件和整體性能,進而提高設計效率和品質。

走進這個算天、算地、算人的“神奇透明房子”

此外,在我們熟悉的影視領域,高性能計算也能發揮巨大的作用。如今許多電影都采用了大量虛拟畫面,給觀衆帶來前所未有的視覺盛宴。而普通計算機因為計算能力有限,難以應對大規模的資料處理和複雜的渲染需求。比如科幻電影《阿凡達》就通過高性能電腦的強大計算能力,成功塑造了一個充滿奇特植物和生物的潘多拉星球——星球上的每一片樹葉、每一顆石頭都經過精細的渲染,呈現出令人驚歎的視覺效果。

超級計算如何改變我們的生活?

·科學研究領域應用

「氣候模拟與預測」

利用高性能計算機進行大規模氣候模拟,提高氣候預測的準确性,為應對全球氣候變化提供科學依據。

「生命演化」

通過高性能計算對生物大資料進行深度挖掘,揭示生命現象的奧秘,推動生物醫學研究的發展。

「天體實體模拟」

借助高性能計算模拟宇宙天體的運動和演化過程,深化對宇宙奧秘的認識。

·工業生産領域應用

「汽車設計與仿真」

運用高性能計算技術對汽車進行精細化設計和碰撞仿真,提高汽車的安全性能和研發效率。

「石油勘探與開發」

通過高性能計算對地質資料進行處理和分析,輔助石油勘探決策,降低開發成本。

「新材料研發」

利用高性能計算模拟新材料的結構和性能,加速新材料的研發周期,推動材料科學的進步。

·社會服務領域應用

「智慧城市建構」

借助高性能計算整合城市運作資料,優化城市管理和服務,提升城市居民的生活品質。

「醫療健康大資料分析」

通過高性能計算對海量醫療健康資料進行挖掘和分析,為疾病預防、診斷和治療提供有力支援。

「金融風險評估」

運用高性能計算技術對金融市場資料進行實時監測和分析,及時發現潛在風險,保障金融市場的穩定運作。

【“走進新質生産力”系列科普活動】

随着科技日新月異的發展,新質生産力正以前所未有的速度重塑我們的世界。浙江省科學技術協會積極響應時代呼喚,傾力打造“走進新質生産力”系列科普活動,旨在深耕青少年科普教育,依托浙江省獨特的“315”科技創新體系與前瞻性的“9+6”未來産業布局,引領公衆步入科技前沿,感覺科技魅力,提升全民科學素質,共繪創新發展藍圖。

2024浙江省科學技術協會“走進新質生産力”系列科普活動,以豐富多元的場景式、體驗式、沉浸式科普形式,搭建起公衆與前沿科技之間的橋梁,共同探索合成生物、基因編輯、腦科學與人工智能、氫能儲能、空天資訊、地空一體、元宇宙、深地深海等八大未來産業的創新脈絡。