從"銀河"到"天河" 中國(guó)速度持續(xù)升級(jí)引領(lǐng)潮流

每1秒鐘，識(shí)別火車(chē)上2800多個(gè)零部件，并能判斷出是否有裂縫等故障；

每12分鐘，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)每平方公里內(nèi)6小時(shí)的天氣情況，哪怕只隔著一座橋，也能算出“東邊日出西邊雨”；

每3個(gè)小時(shí)，完成500人規(guī)模的全基因組信息關(guān)聯(lián)性分析，而以前用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要耗費(fèi)1年時(shí)間；

每6天，利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬仿真研制一架大飛機(jī)，而做全機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)過(guò)去需耗費(fèi)兩年時(shí)間……

在“銀河”“天河”超算之鄉(xiāng)湖南長(zhǎng)沙，超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的“速度”“精度”和“深度”，幾乎每隔一段時(shí)間，就會(huì)刷新紀(jì)錄。

伴隨著信息技術(shù)的快速演進(jìn)及廣泛應(yīng)用，“計(jì)算力就是生產(chǎn)力”早已成為全球發(fā)展共識(shí)。作為計(jì)算力的載體，計(jì)算機(jī)“無(wú)所不在、無(wú)時(shí)不在、無(wú)所不及”，逐步成為新型基礎(chǔ)設(shè)施，為全球科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)大推動(dòng)力。

引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展潮流

計(jì)算力成為生產(chǎn)力的強(qiáng)大引擎

金秋九月，湘江之濱。外形酷似芙蓉花的長(zhǎng)沙梅溪湖國(guó)際文化藝術(shù)中心，迎來(lái)了一場(chǎng)備受海內(nèi)外矚目的國(guó)際性前沿性科技盛會(huì)——2019世界計(jì)算機(jī)大會(huì)。這是我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域規(guī)格最高、規(guī)模最大的專(zhuān)業(yè)性盛會(huì)。業(yè)內(nèi)知名院士、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，華為、騰訊、中國(guó)電子、惠普、戴爾等全球計(jì)算機(jī)行業(yè)龍頭企業(yè)代表，圍繞計(jì)算機(jī)生態(tài)、計(jì)算機(jī)未來(lái)、網(wǎng)絡(luò)安全、人機(jī)連接、AI算法、新型計(jì)算等領(lǐng)域展開(kāi)深度研討，為未來(lái)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入更多智慧。

云計(jì)算工程師陳明杰戴上了一款黑色半框眼鏡。他看了看面前的人，肯定地說(shuō)：“這人不在我們庫(kù)中。”屏幕上方，同時(shí)顯示出對(duì)方身份信息“不在庫(kù)”。

這有點(diǎn)像科幻片里的場(chǎng)景。在2019世界計(jì)算機(jī)大會(huì)上，這副5G AR眼鏡描繪出這類(lèi)場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)可能。陳明杰告訴記者，它利用5G網(wǎng)絡(luò)高帶寬、低時(shí)延、廣連接的功能，可幫助警察在公共場(chǎng)合進(jìn)行人員身份信息識(shí)別。

戴上眼鏡鎖定目標(biāo)或許尚未普及，但計(jì)算機(jī)科技追逃，已成為現(xiàn)實(shí)。這樣的故事，參加本次大會(huì)的科技企業(yè)“智慧眼”，可以講出一長(zhǎng)串。

主打計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的“智慧眼”，利用其人臉識(shí)別技術(shù)，與公安、海關(guān)等部門(mén)展開(kāi)了合作。比如，在人潮涌動(dòng)的地鐵口，用攝像頭精準(zhǔn)捕捉到身份信息庫(kù)中存有的特定人群信息，迅速通過(guò)后臺(tái)分析后，在地圖上自動(dòng)勾勒出同一人在多個(gè)攝像頭記錄下的運(yùn)動(dòng)軌跡。

不僅有協(xié)助辦案的英勇，還有語(yǔ)言溝通的智慧。在2019世界計(jì)算機(jī)大會(huì)主論壇上，科大訊飛高級(jí)副總裁胡國(guó)平展示了一個(gè)對(duì)比數(shù)據(jù)：以大學(xué)英語(yǔ)六級(jí)考試的翻譯考題為測(cè)試樣本，他們抽取了57萬(wàn)考生，滿(mǎn)分15分的情況下，人工智能翻譯機(jī)器的得分約是12.8分，而考生的平均水平是6.5分。

胡國(guó)平展望，未來(lái)十年，一個(gè)真正達(dá)到人類(lèi)聽(tīng)覺(jué)能力的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)有望實(shí)現(xiàn)，而通過(guò)人工智能技術(shù)的持續(xù)迭代發(fā)展，口語(yǔ)翻譯、甚至同聲傳譯也將成為可能。

語(yǔ)言的鴻溝正在逐步彌合，而空間的距離，卻瞬間實(shí)現(xiàn)了咫尺天涯的跨越。長(zhǎng)沙市雅禮中學(xué)的高二學(xué)生坐在2019世界計(jì)算機(jī)大會(huì)展廳內(nèi)，英語(yǔ)老師周坤在他們“面前”跳了一段舞。如果站遠(yuǎn)一些，人們很難發(fā)現(xiàn)，正與學(xué)生們即時(shí)交流、而后又手舞足蹈的英語(yǔ)老師，是一個(gè)全息投影人像。

此時(shí)的周坤身在大約900公里外的福建福州，依賴(lài)“5G+全息投影”技術(shù)的銜接，他給雅禮中學(xué)的學(xué)生上了一堂英語(yǔ)課。“有一種穿越時(shí)空的感覺(jué)。”周坤說(shuō)，全新的體驗(yàn)，讓他感受到了科技的魅力。

幾枚指甲蓋大小的芯片，成為成果展上的焦點(diǎn)之一。湖南國(guó)科微電子股份有限公司帶來(lái)了自主研發(fā)的高性能固態(tài)存儲(chǔ)主控芯片GK2301，實(shí)現(xiàn)“中國(guó)芯”的自主安全可控。

2019世界計(jì)算機(jī)大會(huì)期間，56家優(yōu)秀企業(yè)、單位，通過(guò)展板、音視頻、聲光電、虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品設(shè)備體驗(yàn)等，展示了70余項(xiàng)計(jì)算機(jī)及應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)秀創(chuàng)新技術(shù)與應(yīng)用成果。

從“銀河”到“天河”

“超強(qiáng)大腦”解決世界級(jí)難題

377年前，由杠桿、齒輪等機(jī)械部件構(gòu)成的第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)問(wèn)世，最常見(jiàn)的是加法器和機(jī)械計(jì)數(shù)器。73年前，電子計(jì)算機(jī)橫空出世，最初用于計(jì)算彈道。

改革開(kāi)放之初，我國(guó)由于沒(méi)有高性能的計(jì)算機(jī)，勘探的石油礦藏?cái)?shù)據(jù)和資料不得不用飛機(jī)送到國(guó)外去處理，不僅費(fèi)用昂貴，而且受制于人。“中國(guó)要搞四個(gè)現(xiàn)代化，不能沒(méi)有巨型機(jī)。”1978年，鄧小平將任務(wù)交給國(guó)防科技大學(xué)。

1983年12月，中國(guó)第一臺(tái)每秒鐘運(yùn)算一億次以上的“銀河”巨型計(jì)算機(jī)，由國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所在長(zhǎng)沙研制成功。

每秒一億次、每秒十億次，每秒百億次……從“銀河”的歷史性突破，到“天河”奪得世界超算六連冠，過(guò)去幾十年間，中國(guó)依靠不懈奮斗和創(chuàng)新追求，在全球范圍內(nèi)樹(shù)立了“中國(guó)速度”品牌。

工業(yè)和信息化部電子信息司司長(zhǎng)喬躍山介紹，作為全球最大的計(jì)算機(jī)制造基地，中國(guó)供應(yīng)著全球90%以上的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，中國(guó)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界首位，“天河”等超級(jí)計(jì)算機(jī)成為世界超算領(lǐng)域的明珠。2018年微型計(jì)算機(jī)產(chǎn)量3.1億臺(tái)，服務(wù)器產(chǎn)量295.2萬(wàn)臺(tái)。聯(lián)想、華為、浪潮等骨干企業(yè)在筆記本電腦、服務(wù)器全球市場(chǎng)的占有率穩(wěn)步提升。

在舉辦世界計(jì)算機(jī)大會(huì)的湖南，自主可控計(jì)算機(jī)、信息安全等新興技術(shù)朝氣蓬勃、動(dòng)能強(qiáng)勁。湖南省統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018年，湖南電子信息制造業(yè)累計(jì)完成增加值803.48億元，同比增長(zhǎng)21.6%。

“計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類(lèi)最偉大的科技發(fā)明之一，深刻影響了整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，奠定了人類(lèi)社會(huì)由農(nóng)業(yè)化、工業(yè)化向信息化、智能化邁進(jìn)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)！”喬躍山說(shuō)。

實(shí)力“領(lǐng)跑”世界的中國(guó)高鐵，就是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的成功典范。從馳騁零下40攝氏度極寒區(qū)域的哈牡高鐵，到穿越最高風(fēng)速達(dá)每秒60米“百里風(fēng)區(qū)”的蘭新高鐵，中國(guó)高鐵為什么能在草原、雪原、高原、荒漠和戈壁風(fēng)馳電掣？原因之一，要?dú)w功于計(jì)算機(jī)及其深度應(yīng)用。

中國(guó)通號(hào)集團(tuán)董事長(zhǎng)周志亮表示，依托海量案例“大數(shù)據(jù)”、不斷升級(jí)的硬件和軟件，中國(guó)不僅能解決高鐵在本國(guó)復(fù)雜地質(zhì)、氣候條件和超高運(yùn)行負(fù)荷下的列車(chē)控制，還能為世界提供先進(jìn)軌道交通裝備互聯(lián)互通的“中國(guó)方案”。

在前不久有“航天奧林匹克”之稱(chēng)的國(guó)際空間軌道設(shè)計(jì)大賽上，由國(guó)防科技大學(xué)和西安衛(wèi)星測(cè)控中心14名平均年齡不到29歲的“航天青年軍”組成的聯(lián)隊(duì)，面對(duì)大賽提出“地球人從太陽(yáng)系啟程，該怎樣向銀河系大移民”這一“燒腦”命題，就成功運(yùn)用了“天河”超算。

經(jīng)過(guò)28個(gè)日夜的激烈角逐，該聯(lián)隊(duì)以3101分絕對(duì)優(yōu)勢(shì)榮膺冠軍。包括大賽發(fā)起人伊佐教授在內(nèi)的很多國(guó)際知名“航天人”，在分析“聯(lián)隊(duì)”的“銀河攻略”后發(fā)現(xiàn)：中國(guó)“航天青年軍”在對(duì)手只能“移民”1000多個(gè)恒星系的時(shí)候，已有“移民”4000多個(gè)恒星系的能力！

隨著應(yīng)用體系的不斷開(kāi)發(fā)與完善，超級(jí)計(jì)算機(jī)在支撐國(guó)家科技創(chuàng)新、服務(wù)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

“目前，超級(jí)計(jì)算機(jī)已經(jīng)應(yīng)用很多領(lǐng)域，并取得了一系列創(chuàng)新成果。”國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院研究員李瓊說(shuō)，“我們正打造‘天河’新一代E級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)，它將具備每秒鐘運(yùn)算百億億次的能力。”

截至目前，我國(guó)先后在天津、長(zhǎng)沙、廣州、濟(jì)南等地建成6家國(guó)家級(jí)超算中心，為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展提供了新動(dòng)能。當(dāng)前，超算已日漸滲透到了“算天”“算地”“算人”的方方面面，成為解決世界難題的“超強(qiáng)大腦”。

算力算法激發(fā)計(jì)算潛能

“未來(lái)計(jì)算機(jī)”顛覆機(jī)器概念

現(xiàn)代人腦海中的計(jì)算機(jī)，早已超越單純計(jì)算的范疇，成為“人腦的無(wú)限延伸”。今天，以E級(jí)計(jì)算、智能計(jì)算、類(lèi)腦計(jì)算、量子計(jì)算等為代表的新型計(jì)算涌現(xiàn)，成為新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵切入點(diǎn)。

國(guó)家超算濟(jì)南中心主任張?jiān)迫葘?zhuān)家學(xué)者認(rèn)為，新型計(jì)算將“引爆”數(shù)字經(jīng)濟(jì)，成為新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

新型計(jì)算是指融合計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、控制等技術(shù)，構(gòu)建新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的互聯(lián)互通、信息共享和智能應(yīng)用。其技術(shù)發(fā)展方向大致分為兩類(lèi)：一類(lèi)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和架構(gòu)的不斷優(yōu)化升級(jí)，如E級(jí)超算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)計(jì)算、深度學(xué)習(xí)、人機(jī)物三元融合計(jì)算等；另一類(lèi)是對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)和架構(gòu)的顛覆性創(chuàng)新，如超導(dǎo)量子計(jì)算、類(lèi)腦計(jì)算、光子計(jì)算、新型變革性器件等。

專(zhuān)家認(rèn)為，全社會(huì)信息化、智能化水平不斷提升，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新一代技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)處理對(duì)計(jì)算能力提出更高要求。新型計(jì)算要以應(yīng)用為導(dǎo)向，突破大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，特別是加快高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)等研發(fā)，提升數(shù)據(jù)分析處理和知識(shí)發(fā)現(xiàn)能力，用計(jì)算力“賦能”數(shù)字經(jīng)濟(jì)，助推數(shù)字經(jīng)濟(jì)全面加速發(fā)展。

“在計(jì)算能力快速提升、算法不斷演進(jìn)以及大數(shù)據(jù)迅猛增長(zhǎng)的支撐下，將開(kāi)啟一個(gè)新的智能時(shí)代。”喬躍山說(shuō)。

與會(huì)專(zhuān)家表示，當(dāng)前，中國(guó)計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展迅速，很多領(lǐng)域在技術(shù)研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化上，達(dá)到甚至超越了同期國(guó)外水平。

“當(dāng)前，全球信息技術(shù)發(fā)展已從桌面互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，傳統(tǒng)的桌面系統(tǒng)逐漸萎縮，適應(yīng)移動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景成為大勢(shì)所趨，如何使計(jì)算機(jī)生態(tài)體系更具時(shí)代性成為新時(shí)代的重要課題。”中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)董事長(zhǎng)芮曉武說(shuō)。

未來(lái)計(jì)算機(jī)什么樣？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，本屆世界計(jì)算機(jī)大會(huì)上很多受訪者提到了量子計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)。很多科學(xué)家說(shuō)，從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，“未來(lái)計(jì)算機(jī)”將顛覆現(xiàn)有一切“機(jī)器”固有概念，是一個(gè)電子技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)和電子仿生技術(shù)等相結(jié)合的“高能復(fù)合體”。

“計(jì)算機(jī)正在朝著超高速、超小型、并行處理、智能化的方向發(fā)展。未來(lái)的計(jì)算機(jī)將越來(lái)越智能，其感知能力、自然語(yǔ)言處理能力、思考與判斷能力都將逐步提升。未來(lái)的計(jì)算機(jī)發(fā)展將超乎想象。”中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長(zhǎng)劉文強(qiáng)認(rèn)為。(本報(bào)記者 鄒太平)