2018年1月30日，国家超级计算深圳中心，运维工程师在机房内进行巡检及设备维护作业。深圳特区报记者刘羽洁摄
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国家超级计算深圳中心：为创新之都源源注入动力
深圳新闻网讯 站在塘朗山往下俯视，西丽大学城的建筑群落中，有一栋灰色的大楼，里面安放着一台神秘的超级计算机。这就是国家超级计算深圳中心，它是深圳建市以来最大的国家级重大科技创新基础设施。那台神秘的超级计算机，就是国产的曙光星云系统。
改革开放40年，是科技创新对经济社会发展影响越来越大的40年。超算中心主任冯圣中研究员形容，超级计算为技术创新飞越死亡谷插上了翅膀，超级计算机就是加快推动科学技术成为现实第一生产力的重要工具。因此，超级计算又被称为“经济发展和科学发现的加速器”。作为全球创新高地，深圳与超级计算机有若鱼和水的关系。
国家超级计算深圳中心（超算中心）2009年获批建立，计算机系统实测持续运算速度为1271万亿次／秒，2010年5月排名世界第二。目前，超算中心拥有的商业软件种类与数量繁多，现已成为国内计算资源利用率最高的超算中心，在图形图像、生物、海洋石油等科研和产业发展中作出了卓越的贡献。
打破计算能力不足的藩篱
多年后，超算中心项目管理部部长王正璐博士仍然还记得，有人指着这一片青翠葱茏的空地说，这里将诞生一座世界级的超级计算机，服务全国和东南亚地区。
深圳为何需要超级计算机？记者试图从一组数据中寻找答案。
当时，我国超级计算资源主要集中在长江沿岸及以北地区，华南作为我国经济发达的区域之一，经济总量当时占全国1／6，在产业、科研和公共服务方面对高性能计算需求巨大。据2008年调研结果，华南地区对高性能计算需求总量峰值达1600万亿次以上，其中深圳有超过800万亿次的计算需求。
“华南地区高性能计算基础设施非常薄弱，广东省当时超算能力不足百万亿次，并且计算资源分散，大多数是各自搭建的机群或工作站，资源无法共享。”王正璐告诉记者，基于大型计算的科学与工程还处于低水平状态，致使华南地区在此领域处于相对落后水平，严重影响了科技创新。
打个比方，当时一台普通电脑分析30年的气象数据需要20多年，而使用先进的超级计算机只需要1小时；使用一台普通电脑需要1年才能完成一次汽车碰撞模拟实验，超级计算机不到15分钟就可以完成。
运算速度排名世界靠前
超算中心可以扭转华南地区数值计算能力不足，增强区域科技创新能力，因此该项目建设对深圳而言迫在眉睫。
“我刚加入超算中心筹备办的时候，工号是7号，前面的正式工作人员只有6个人。”王正璐说，当时由于超算中心的大楼没有建好，他和同事们只能在福田的科技大厦办公，此时的筹备办只有两个部门——建设部门和市场部。因为超算中心是市里的重大项目，有很多市里部门和科研机构抽调人手参与筹建工作，直到发改和编办给中心挂牌后，筹备办的工作才步入正轨。
人手不足、工期紧张，王正璐和同事们攻坚克难，“深圳速度”再次体现。2010年3月，超算中心建设工程全面开工；2010月12日，机房楼封顶；2011月6月，曙光6000超级计算机安装调试；2011年11月，超算中心投入运行启动仪式。
2011年是深圳的“大运年”，很多市里重大项目都为大运会让路，超算中心却是一个例外，建设工地热火朝天，烈日之下挥汗奋战。
“有关部门计划在当年11月高交会正式投入运营，并举行仪式。按照当时的进度，中心上下感到前所未有的压力。”王正璐说，当时机房楼已经封顶，但内部设施还不完善，空调、辅助设备都没有到位，大家都非常着急。系统部门的小伙子们和设备公司的工程师，从4月到8月都吃住在机房，轮班倒赶工期，在高温、封闭、潮湿的恶劣环境下，没日没夜地一干就是4个月，很多都是名校的高材生，干的却是最脏最累的活。最后如期完工，于当年高交会上宣布正式运行。
据介绍，超级计算机系统主刀片区总共有2560个计算节点，每个计算节点配备多核CPU处理器。世界超算组织实测持续运算速度为每秒1271万亿次，曾排名世界第二，双精度浮点处理性能超过每秒2400万亿次。系统总内存容量232TB，存储17．2PB。
计算资源利用率全国居首
“此类国家级超算中心在全国仅有6家，深圳超算是目前资源使用率最高的超算中心。”超算中心市场销售部副部长刘国罡介绍说，深圳超算中心建立之初，设备利用率不高；如何更加灵活运用设备的计算能力和速度，助力科学研究和社会服务，是深圳超算首先需要解决的问题。
为了更好地发挥超级计算机硬件平台，深圳市政府用1亿元资金为超算中心购置涵盖化学计算、生物计算、工业仿真、动画渲染、建筑设计、气象预报等领域的软件平台，使中心成为软件种类与数量最多的超算中心。
“中心吸引了北大、清华、复旦、香港中文大学、中山大学以及中科院各研究院所等著名大学及科研机构成为科学计算的用户。”刘国罡表示，超算中心配备齐全的科学计算软件，为高等院校、科研机构和企事业单位等提供良好的计算模拟平台来进行科学研究，大幅节约科研成本和研发周期，全面提升了深圳乃至全国的科研水平，赢得了科学研究工作者及产品研发工程师的信赖和赞誉。
超算中心被深圳气象局称为深圳“天气大算盘”。超算中心协助深圳气象部门开展气象预报工作，利用强大的运算能力使数值天气预报的时空分辨率及更新频率大大提升，模式运行效率由逐6小时加密到逐3小时，空间分辨率也将由4公里逐步加密到1公里左右，精度大幅的提升。
《潜艇总动员3》《熊出没大电影》也是深圳超算中心的杰作。通过强大的浮点计算能力，大大提升渲染速度与质量，制作周期大幅缩短，成本大幅降低，确保赶上贺岁档期，成为电影高票房的“功臣”。
此外，超算中心与国内某石油企业通过精细化的勘探和更大规模的数据处理，使石油及天然气的探明率大幅提高，大幅减少石油勘探投入。
E级计算机为深圳创新注入持续动力
事实上，超算中心在云计算服务领域布局较早而实现“领跑”。超算中心创造性地将超算资源应用于云计算服务，使计算机资源既满足高性能计算需求，又能提供强大的云计算服务能力，获得了2013年国家科技进步二等奖。
目前，超算中心联合企业快速集成优秀产品搭建城市云公共服务平台，已形成教育云、健康云、工业云、政务云、警务云、渲染云、气象云、档案云、测试云、招标云、血液云、备份云、工程大数据云以及电子账单、应用商店的“十三云一单一店”格局，使该平台成为行业覆盖面广、服务功能齐全、用户数量众多的城市云公共服务平台。
随着经济和科技的快速发展，深圳对新一代计算机的需求日益迫切。记者采访获悉，深圳超算中心正在积极筹划参与国家科技部E级计算机研发项目，并有望成为科技部首批E级计算机联合研发城市。E级机落户深圳后，运算能力将得到千倍提升，应用范围将扩大到高性能计算、云计算、大数据、人工智能等技术领域，对粤港澳大湾区的发展将提供强力的支持。（记者闻坤）