從“銀河”到“天河” “超強大腦”解決世界級難題

每1秒鐘，識別火車上2800多個零部件，并能判斷出是否有裂縫等故障;

每12分鐘，準確預報每平方公里內(nèi)6小時的天氣情況，哪怕只隔著一座橋，也能算出“東邊日出西邊雨”;

每3個小時，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)計算機需要耗費1年時間;

每6天，利用超級計算機模擬仿真研制一架大飛機，而做全機風洞試驗過去需耗費兩年時間……

在“銀河”“天河”超算之鄉(xiāng)湖南長沙，超級計算機應用的“速度”“精度”和“深度”，幾乎每隔一段時間，就會刷新紀錄。

伴隨著信息技術(shù)的快速演進及廣泛應用，“計算力就是生產(chǎn)力”早已成為全球發(fā)展共識。作為計算力的載體，計算機“無所不在、無時不在、無所不及”，逐步成為新型基礎設施，為全球科技和經(jīng)濟發(fā)展提供強大推動力。

引領未來發(fā)展潮流

計算力成為生產(chǎn)力的強大引擎

金秋九月，湘江之濱。外形酷似芙蓉花的長沙梅溪湖國際文化藝術(shù)中心，迎來了一場備受海內(nèi)外矚目的國際性前沿性科技盛會——2019世界計算機大會。這是我國計算機技術(shù)領域規(guī)格最高、規(guī)模最大的專業(yè)性盛會。業(yè)內(nèi)知名院士、諾貝爾獎獲得者，華為、騰訊、中國電子、惠普、戴爾等全球計算機行業(yè)龍頭企業(yè)代表，圍繞計算機生態(tài)、計算機未來、網(wǎng)絡安全、人機連接、AI算法、新型計算等領域展開深度研討，為未來計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入更多智慧。

云計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：“這人不在我們庫中。”屏幕上方，同時顯示出對方身份信息“不在庫”。

這有點像科幻片里的場景。在2019世界計算機大會上，這副5G AR眼鏡描繪出這類場景的實現(xiàn)可能。陳明杰告訴記者，它利用5G網(wǎng)絡高帶寬、低時延、廣連接的功能，可幫助警察在公共場合進行人員身份信息識別。

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

主打計算機視覺技術(shù)的“智慧眼”，利用其人臉識別技術(shù)，與公安、海關(guān)等部門展開了合作。比如，在人潮涌動的地鐵口，用攝像頭精準捕捉到身份信息庫中存有的特定人群信息，迅速通過后臺分析后，在地圖上自動勾勒出同一人在多個攝像頭記錄下的運動軌跡。

不僅有協(xié)助辦案的英勇，還有語言溝通的智慧。在2019世界計算機大會主論壇上，科大訊飛高級副總裁胡國平展示了一個對比數(shù)據(jù)：以大學英語六級考試的翻譯考題為測試樣本，他們抽取了57萬考生，滿分15分的情況下，人工智能翻譯機器的得分約是12.8分，而考生的平均水平是6.5分。

胡國平展望，未來十年，一個真正達到人類聽覺能力的語音識別系統(tǒng)有望實現(xiàn)，而通過人工智能技術(shù)的持續(xù)迭代發(fā)展，口語翻譯、甚至同聲傳譯也將成為可能。

語言的鴻溝正在逐步彌合，而空間的距離，卻瞬間實現(xiàn)了咫尺天涯的跨越。長沙市雅禮中學的高二學生坐在2019世界計算機大會展廳內(nèi)，英語老師周坤在他們“面前”跳了一段舞。如果站遠一些，人們很難發(fā)現(xiàn)，正與學生們即時交流、而后又手舞足蹈的英語老師，是一個全息投影人像。

此時的周坤身在大約900公里外的福建福州，依賴“5G+全息投影”技術(shù)的銜接，他給雅禮中學的學生上了一堂英語課。“有一種穿越時空的感覺。”周坤說，全新的體驗，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之一。湖南國科微電子股份有限公司帶來了自主研發(fā)的高性能固態(tài)存儲主控芯片GK2301，實現(xiàn)“中國芯”的自主安全可控。

2019世界計算機大會期間，56家優(yōu)秀企業(yè)、單位，通過展板、音視頻、聲光電、虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品設備體驗等，展示了70余項計算機及應用領域的優(yōu)秀創(chuàng)新技術(shù)與應用成果。

從“銀河”到“天河”

“超強大腦”解決世界級難題

377年前，由杠桿、齒輪等機械部件構(gòu)成的第一臺機械計算機問世，最常見的是加法器和機械計數(shù)器。73年前，電子計算機橫空出世，最初用于計算彈道。

改革開放之初，我國由于沒有高性能的計算機，勘探的石油礦藏數(shù)據(jù)和資料不得不用飛機送到國外去處理，不僅費用昂貴，而且受制于人。“中國要搞四個現(xiàn)代化，不能沒有巨型機。”1978年，鄧小平將任務交給國防科技大學。

1983年12月，中國第一臺每秒鐘運算一億次以上的“銀河”巨型計算機，由國防科技大學計算機研究所在長沙研制成功。

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，過去幾十年間，中國依靠不懈奮斗和創(chuàng)新追求，在全球范圍內(nèi)樹立了“中國速度”品牌。

工業(yè)和信息化部電子信息司司長喬躍山介紹，作為全球最大的計算機制造基地，中國供應著全球90%以上的計算機產(chǎn)品，中國計算機產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居世界首位，“天河”等超級計算機成為世界超算領域的明珠。2018年微型計算機產(chǎn)量3.1億臺，服務器產(chǎn)量295.2萬臺。聯(lián)想、華為、浪潮等骨干企業(yè)在筆記本電腦、服務器全球市場的占有率穩(wěn)步提升。

在舉辦世界計算機大會的湖南，自主可控計算機、信息安全等新興技術(shù)朝氣蓬勃、動能強勁。湖南省統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，2018年，湖南電子信息制造業(yè)累計完成增加值803.48億元，同比增長21.6%。

“計算機是20世紀人類最偉大的科技發(fā)明之一，深刻影響了整個社會經(jīng)濟的發(fā)展，奠定了人類社會由農(nóng)業(yè)化、工業(yè)化向信息化、智能化邁進的堅實基礎!”喬躍山說。

實力“領跑”世界的中國高鐵，就是計算機應用的成功典范。從馳騁零下40攝氏度極寒區(qū)域的哈牡高鐵，到穿越最高風速達每秒60米“百里風區(qū)”的蘭新高鐵，中國高鐵為什么能在草原、雪原、高原、荒漠和戈壁風馳電掣?原因之一，要歸功于計算機及其深度應用。

中國通號集團董事長周志亮表示，依托海量案例“大數(shù)據(jù)”、不斷升級的硬件和軟件，中國不僅能解決高鐵在本國復雜地質(zhì)、氣候條件和超高運行負荷下的列車控制，還能為世界提供先進軌道交通裝備互聯(lián)互通的“中國方案”。

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

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

隨著應用體系的不斷開發(fā)與完善，超級計算機在支撐國家科技創(chuàng)新、服務國家創(chuàng)新驅(qū)動和地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。

“目前，超級計算機已經(jīng)應用很多領域，并取得了一系列創(chuàng)新成果。”國防科技大學計算機學院研究員李瓊說，“我們正打造‘天河’新一代E級超級計算機，它將具備每秒鐘運算百億億次的能力。”

截至目前，我國先后在天津、長沙、廣州、濟南等地建成6家國家級超算中心，為創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展提供了新動能。當前，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“超強大腦”。

算力算法激發(fā)計算潛能

“未來計算機”顛覆機器概念

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

國家超算濟南中心主任張云泉等專家學者認為，新型計算將“引爆”數(shù)字經(jīng)濟，成為新經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。

新型計算是指融合計算、存儲、網(wǎng)絡、控制等技術(shù)，構(gòu)建新一代信息基礎設施，實現(xiàn)人、機、物的互聯(lián)互通、信息共享和智能應用。其技術(shù)發(fā)展方向大致分為兩類：一類是對現(xiàn)有技術(shù)和架構(gòu)的不斷優(yōu)化升級，如E級超算、云計算、大數(shù)據(jù)計算、深度學習、人機物三元融合計算等;另一類是對傳統(tǒng)計算技術(shù)和架構(gòu)的顛覆性創(chuàng)新，如超導量子計算、類腦計算、光子計算、新型變革性器件等。

專家認為，全社會信息化、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)應用快速發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)處理對計算能力提出更高要求。新型計算要以應用為導向，突破大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)，特別是加快高性能計算、大數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)等研發(fā)，提升數(shù)據(jù)分析處理和知識發(fā)現(xiàn)能力，用計算力“賦能”數(shù)字經(jīng)濟，助推數(shù)字經(jīng)濟全面加速發(fā)展。

“在計算能力快速提升、算法不斷演進以及大數(shù)據(jù)迅猛增長的支撐下，將開啟一個新的智能時代。”喬躍山說。

與會專家表示，當前，中國計算機事業(yè)發(fā)展迅速，很多領域在技術(shù)研發(fā)或產(chǎn)業(yè)化上，達到甚至超越了同期國外水平。

“當前，全球信息技術(shù)發(fā)展已從桌面互聯(lián)網(wǎng)時代進入了移動互聯(lián)網(wǎng)時代，傳統(tǒng)的桌面系統(tǒng)逐漸萎縮，適應移動應用場景成為大勢所趨，如何使計算機生態(tài)體系更具時代性成為新時代的重要課題。”中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團董事長芮曉武說。

未來計算機什么樣?對于這個問題，本屆世界計算機大會上很多受訪者提到了量子計算機和生物計算機。很多科學家說，從發(fā)展趨勢來看，“未來計算機”將顛覆現(xiàn)有一切“機器”固有概念，是一個電子技術(shù)、光學技術(shù)、超導技術(shù)和電子仿生技術(shù)等相結(jié)合的“高能復合體”。

“計算機正在朝著超高速、超小型、并行處理、智能化的方向發(fā)展。未來的計算機將越來越智能，其感知能力、自然語言處理能力、思考與判斷能力都將逐步提升。未來的計算機發(fā)展將超乎想象。”中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院副院長劉文強認為。(本報記者 鄒太平)

關(guān)鍵詞： 超強大腦 計算機