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《三体》里的超级计算机,我们今天能造出来吗?

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— 本帖被 宝惜2018 执行取消置顶操作(2017-09-14) —
        
         在科幻巨作《三体》里,刘慈欣有这么一段描述:                

       每秒500万亿次浮点运算的计算机,出现在“面壁计划”里。这是第二位面壁者雷迪亚兹看到的人类最强的计算力,用于顶尖的核爆模拟。

       简单科普一下:浮点运算大概可以理解成对小数进行计算,是非常精细的运算模式。一般的应用场景例如剁手、约妹子等等程序背后的计算只用到少量的浮点运算,而真正的科学计算往往需要进行大量复杂的浮点运算。



        你可能不知道的是,就在2008年,这部《三体II:黑暗森林》出版前的几个月,雷迪亚兹所使用的人类最快计算机,已经被当年的蓝色基因超级计算机超越,实测已经达到了每秒478万次浮点运算,峰值更是达到了596.4万亿次浮点计算。

       下面这张图表,记录了从1942年到2013年,全人类超算的顶级速度,来感受一下:




       每年全世界最快的Top500超算的计算力几乎比之前翻倍或者是之前的三倍,全面超越了摩尔定律。



               神威·太湖之光


       现在世界上已知的最强计算机“神威·太湖之光”运算速度有多快

       它的速度达到了每秒9.3亿亿次浮点运算,是《三体》中所描述的计算机的整整186倍。科幻已经跟不上现代科技发展的速度了。
每天破译3000条敌军信息的“zhadan机”

       还记得在二战中最著名的英格玛密码机吗?伟大的计算机之父阿兰·图灵率领一众数学家破译了三四年才取得成功,而使用神威·太湖之光来破译,大概只需要半秒钟。


你每天的衣食住行 背后都有超算

       其实,超算只是对“神威·太湖之光”们的称呼,而超算所做的事情,叫做高性能计算。

       那么我们在什么领域会需要高性能计算呢?

       比如模拟核反应堆的链式反应,裂变后会影响周围的原子,研究链式反应最深层的规律就需要指数级增长的计算能力。

       又比如天气预报,即通过计算每一个点的云层和气流运动轨迹推导未来天气的走向。虽然实际预测的精度很难达到80%以上,但是,你一定能感觉到,现在的天气预测已经比你小时候准确得多,不是因为有了萧敬腾,而是我们现在的计算能力大幅提高了。



用计算机预测云团的走向


       还记得《阿凡达》吗?这部电影里的特效场景比例达到了70%。从阿凡达之后,特效已经成为了电影的标配,甚至两个演员在绿布前就可以完成一部高质量的太空科幻电影……

       支撑这些特效的,需要强大的渲染能力。



       2016年上映的国产动画神作《小门神》,就是追光动画使用阿里的高性能计算集群,用了2000台机器渲染出来的。

除此之外,高性能计算还可以进行天体物理计算、预测地震、材料科学计算、基因组测序、交通分析、人类组织系统研究等等等等。



通过计算进行地震模拟


       超算这么厉害,但是不是人人都能用得到呢?很多高校科研团队在开展研究的时候发现,最大的问题是计算资源不够,每个超算中心非常拥挤,各个研究团队要排队使用。

其实我们每个人都可以用到超算

       对于我们普通人来说,也可以用上超算吗?
答案是:YES!

       看看满街的共享单车共享汽车共享充电宝共享睡眠仓,你有没有想到神马?对啦,共享超算!当然,这不是笔者发明的……共享超算还有另一个名字:云计算!(还是熟悉的味道)

       与只依赖CPU的通用计算不同,高性能计算更多站在异构计算的肩膀上,阿里云的异构计算产品家族提供多场景、高可用的高性能计算产品,最高可提供每秒75万亿次的算力,刘慈欣老师在《三体》里想象的每秒500万亿次的超算,只需要七台顶配的阿里云GPU实例就够了。

       依托超高的计算能力和大规模并行计算的优势,阿里云异构计算还为人工智能打开了一扇窗:随着深度学习对人工智能的巨大推动,深度学习所构建的多层神经网络模型的参数空间已从百万级上升到百亿级,这对计算能力提出了新的挑战。

       9月12日,阿里云异构计算产品家族将首次集体亮相,揭开人工智能快速发展背后计算引擎的秘密,敬请期待。






[ 此帖被宝惜2018在2017-09-05 12:05重新编辑 ]
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只看该作者 沙发  发表于: 09-06
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只看该作者 板凳  发表于: 09-07
Re《三体》里的超级计算机,我们今天能造出来吗?
神威-太湖之光不是已经超越了么。。。
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只看该作者 地板  发表于: 09-14
Re《三体》里的超级计算机,我们今天能造出来吗?
大刘写三体1的时候,国内能造的最快的超算是曙光5000A,大概200万亿次每秒的计算能力。
话说,三体1里面在VR中的人肉计算机真是壮观——骑兵当总线,三个人通过举旗来表示与非门
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只看该作者 4楼 发表于: 09-15
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