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秒算六千萬億次,中國高校最快的“思源一號”進李政道研究所

2021年12月14日14:44 | 來源:上觀新聞
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14日,本月初剛剛啟用張江實驗樓的李政道研究所,又添國內大學最快的超級計算機機群。隨著上海交通大學與聯想集團達成戰略合作,上海交通大學楊元慶科學計算中心在李所落戶。

“今天,我的心情就像40年前拿到交大錄取通知書一樣激動。”今年4月上海交大建校125年之際,1981級計算機科學及工程系校友、聯想集團董事長兼CEO楊元慶以個人名義捐贈這一“新基建”,其中的綠色水冷高性能大型科學計算設備總價值1億元。

【“思源一號”算力排名高校第一】

解放日報·上觀新聞記者了解到,科學計算中心坐落於張江科學城的李政道研究所實驗樓內。李所在科技部、教育部、國家自然科學基金委、上海市政府的支持下成立,研究方向包括宇宙學、粒子物理,以及對人類生活影響最大的量子物理及應用。目前,所內各實驗平台建設正穩步推進,這些研究領域恰恰是最需要高性能計算支撐的。楊元慶科學計算中心將為全所科研提供強大的算力支持,幫助科學家進行攻關,實現科技突破。

走進計算中心,盡管其總佔地僅300平方米,但憑借聯想最先進的技術可以在極為有限的空間內提供6千萬億次/秒的強大算力。“這座中國高校算力最強的高性能計算中心正式啟用,意味著它終於可以正式投身服務母校基礎科研和重大項目之中,”楊元慶笑稱,“赤兔馬遇到了關將軍,物盡其用,我感到無比欣慰。”秉承“飲水思源,愛國榮校”的校訓,楊元慶將計算中心的綠色水冷高性能計算機命名為“思源一號”。

在“思源一號”總計算力中,CPU提供了5.1千萬億次,GPU提供了約0.9千萬億次。聯想集團高級副總裁、聯想企業科技集團總裁童夫堯介紹,這一水平,在全球高性能計算(HPC)也就是超算500強(TOP 500)中排名第132位,在中國HPC的TOP 100排名第12位,在中國高校HPC算力排名中則位列第一。

【超算中心不僅變小而且變綠】

目前,中心分為水冷計算機房、存儲機房、水泵房、空調房、配電房5個功能區域,採用動靜分離設計。中心同時實現超高計算密度與功耗密度,6千萬億次的計算能力僅需14個機櫃,而一般通用數據中心需要70個機櫃才能達到類似算力,可見其計算密度是通用數據中心的5倍,所需機房面積則不足通用機房的1/10。

此外,這一超算系統的溫水冷方式帶來綠色節能效果。中國數據中心的平均能源利用效率(PUE)為1.9,意味著每用1度電進行計算,就需要額外的0.9度電為計算設備進行散熱。而“思源一號”由於採用了聯想第五代溫水冷技術,系統PUE可以達到1.1,與通用風冷計算設備比較,節省電力和減少二氧化碳排放42%。

據了解,由於計算器件產生的90%熱量均通過冷板中流動的溫水帶走,因此減少了系統風扇功耗。同時,流動的50到60攝氏度溫水,可以充分利用室溫環境來散熱,節省了因使用空調壓縮機而帶來的額外散熱能耗。

有意思的是,系統通過溫水散熱,進水溫度50攝氏度,出水溫度60攝氏度,使得余熱回收成為可能。目前這套系統產生的余熱,可為其他基礎設施供熱,比如實驗樓球形大廳冬天供暖、食堂廚房熱水加熱、地下室除濕,以及拓扑量子和時間投影兩個實驗室的空調溫控。如此余熱回收再利用,替代原來需要消耗的電力、燃氣能源,可實現每年950噸、約10%比例的額外碳排補償。

【聯想再投2億以饗創新之師】

楊元慶科學計算中心正式啟用后,將為李政道研究所的原創性基礎研究提供算力基座,也助力上海交大在雙碳建設、疫情應對、量子計算、生命科學等關鍵科技領域展開前瞻性研究。關於捐贈,楊元慶透露,考慮送母校一份什麼樣的生日禮物頗費心思,“我希望這份禮物,一來能夠對母校的科研事業、對國家的科技創新有實實在在的幫助﹔二來最好是自己的得意之作,拿得出手,以無愧於母校和老師對我的培養。”

楊元慶在與青年學者們交流中回憶道,當年交大計算機系隻有一台王安博士送的計算機,學生一周隻有幾小時的上機時間。如今,雖然計算機並不稀奇,但計算力特別是高性能計算,在人類社會加速邁入智能化的時代背景下,對理論研究、基礎科研、人才培養具有重大戰略意義。上海交通大學校長、中國工程院院士林忠欽表示,不同於以往捐贈,這座綠色水冷高性能計算機群落地李政道研究所,飽含了元慶學長科技強國、產業報國的宏願,也顯示了校企攜手、共創一流的豪情。

事實上,走過計算中心門口,在牆上見得到這樣一段文字:科技興則民族興,科技強則國家強,期以此科學計算中心,聚智慧之力,惠科研教育,饗創新之師,助進步富強!根據楊元慶與林忠欽簽署的協議,聯想集團計劃在未來3年拿出兩個億,在科研領域、人才培養和新技術孵化等3個領域,與上海交大攜手共進。

據悉,過去多年,聯想每年研發投入均超100億元,未來3年還將實現研發投入翻番,到2023年達到200億。近期,聯想宣布在全世界范圍內招聘硬核科技人才1.2萬人。今后,聯想將在增加的研發投入中拿出一部分和高校、研究院所合作,在推動科研機構實現創新突破和技術攻關同時,也為企業自身創造更好的創新土壤和環境,培育更多創新人才。 (作者:徐瑞哲 高璐)

(責編:葛俊俊、軒召強)

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