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世界三大超算盛会之HPC China 2019,看中国算力之美

2019-09-16 17:49 TOM   

超级计算,简称超算,又称高性能计算,是通过并行计算提高运算速度,解决大规模科技计算和海量并发数据处理问题的一种计算系统和环境。

超级计算机自上世纪60年代诞生以来,就成为大国科技竞争的利器,超算服务于国防建设、石油开采、工业制造,推动世界发展进程。21世纪以来,超算已经成为重大科研前沿领域不可或缺的重要手段之一。

近10年来,我国超算飞速发展,以“天河”、“神威”为代表的超级计算机性能在TOP500排行榜中长期处于世界领先位置,一共11次获得TOP500榜单第一名,先后支持物理化学、天文、气候气象、生物医药、新能源等众多领域的超算应用,基于“神威•太湖之光”系统开发的2项应用获得高性能应用领域最高奖项“戈登•贝尔”奖,中国超算已经迎来世界聚焦的目光。

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10多年来,全国高性能计算学术年会(简称HPC China),见证着中国超算事业的快速发展,HPC China创办于2005年,是中国高性能计算领域规模最大的,融合学术、技术、产业为一体的年度盛会,旨在汇聚HPC行业前沿学术思潮、学术动态、行业发展趋势、行业应用动态,促进信息化与工业化深度融合,为相关领域的专家学者提供交流合作、发布前沿科技成果的平台,进一步推动中国高性能计算的发展。

HPC China已连续举办15届,途径上海、北京、深圳、无锡、长沙、济南、张家界、桂林、广州、西安、合肥、青岛、呼和浩特13个城市,记录着中国不同区域的超算发展,15年的持续召开,HPC China规模、影响力逐年扩大,今年,在内蒙古呼和浩特市召开的HPC China 2019迎来了2500名参会人员,参展企业超过50家,国内外专家学者多达200余名,展览馆面积达5000平米。在会议体量上,HPC China 2019已经与德国ISC超算盛会、美国SC超算盛会并驾齐驱,成为世界三大超算盛会之一。

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人才集聚下,HPC China 2019以它的内核优势展示着世界级的算力之美,大会以“计算 见智 赢未来”为主题,会议期间(8月21日-24日),围绕高性能计算技术前沿动态与发展趋势,探讨HPC在大数据、AI融合、E级计算、高效能计算中的运用。据悉,HPC China 2019由中国计算机学会主办,中国计算机学会高性能计算专业委员会、内蒙古和林格尔新区管理委员会、清华大学和内蒙古大学共同承办,北京并行科技股份有限公司协办。

2019年,内蒙古不只是“天苍苍野茫茫,风吹草低现牛羊”的自然之美,一场中国算力之美正映入世界的眼中。

HPC China 2019,展览馆内“科技秀”夺人眼球

展览馆内,联想、曙光、华为、Intel、浪潮、内蒙古大学、广州超算中心、无锡超算中心等近50家知名企业、高校、科研机构纷纷展示出最新科技产品与科研成果。英特尔至强可扩展平台清晰显眼,最高搭载64颗采用7nm制造工艺的Zen 2核心的第二代AMD EPYC处理器和基于AMD EPYC处理器的各种主流服务器也精彩上线。华为TaisShan 100、TaisShan 200服务器、鲲鹏计算平台HPC解决方案亮相。DELL则展示了EMC网络解决方案。并行科技展示了并行超算云服务及行业解决方案。内蒙古和林格尔新区展示了新区在大数据、云计算、人工智能、高性能计算等领域取得的成果。内蒙古大学展示了蒙古文智能信息技术研究成果、蒙古文印刷体OCR系统、蒙古文信息检索与监测平台及蒙古语语音合成系统。广州超算中心向大家介绍了天河二号超级计算机系统。

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中国科学院院士、南京邮电大学陈国良教授,国家并行计算机工程技术研究中心漆锋滨研究员,中国科学院计算机网络信息中心迟学斌研究员,国防科技大学计算机学院胡庆丰教授,北京应用物理与计算数学研究所莫则尧研究员,华中科技大学金海教授,中国科学院计算机技术研究所研究员、国家超级计算济南中心张云泉主任,内蒙古大学高光来副校长,呼和浩特市委副书记、副市长、内蒙古和林格尔新区党工委副书记、管委会主任罗青,北京并行科技股份有限公司董事长陈健,高专委的专家们共同参观了这些最新的科技成果,展商们也向参观的专家学者、高校师生讲述各自产品及服务,尽兴之时,双方热切交谈起来。

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不同展位之间,厂家们的科技实力交相辉映,宛如一副流动的画面,融合计算、智慧计算、鲲鹏计算平台、AI计算平台、并行超算等新潮词语映入眼帘,从侧面见证了中国超算发展的速度。计算是美的,“可视化,让陌生的数字触手可及”,超算之美展示区用屏幕展示了高性能计算独特的“美感”:脑神经元结构数据可视化展现的显微光学切片断层成像,恰似一幅中国水墨画;沉浸式可视化环境手势自然交互技术研究,结合沉浸式可视化绘制中的操作特点与医学数据的交互需求,实现了传递函数修改、等值面修改以及三维裁剪、复原等功能,并通过移动、旋转、缩放等交互方式进行数据对象的整体及内部细切探索交互……

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随着云计算的普及,应用软件SaaS化已经成为业界最关注的话题之一。应用软件SAAS化专区展示了“电磁环境效应高性能数值模拟软件 ”、“JEMS研制与应用”、“GeoEast地震数据处理解释一体化系统”等9个行业软件SaaS化案例。中国科技云专区展示了科技云基础设施、平台及综合案例。展区一侧的优秀论文,则是大学生们从理论角度,严密记载的他们眼中的算力之美。

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除了展览展示,大会也为参会人群提供了多样化的求职机会,厂商们开展了招聘连展活动,大会还开设《高性能计算(CPUGPU)应用解决方案”实战培训进阶班》和《群体智能迁移计算》课程,以全方位的服务满足参会人群多种需求。

HPC China走过15年,中国计算机学会高性能计算专业委员会(简称高专委)作为大会承办方,一直致力于推动中国HPC行业产学研用领域的融合发展。2005年,高专委成立之初,就以促进中国高性能计算领域研究发展为目标,2006年确定往后每年举办HPC China。15年来,高专委秉承“学术搭台、产业唱戏、应用为先、软硬平衡、服务委员、沟通产学研用”的原则,推动着中国HPC行业的整体发展。追随“高专委15周年图片展”,时光倒流,回顾中国超算发展历程,令人动容。

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HPC China 2019,“学术报告”震撼心灵

2场大会特邀报告,汇聚顶级专家科研成果

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报告人:郑纬民 清华大学计算机系 教授 博士生导师

报告主题:“从2019年TOP500和2018年戈登贝尔奖看E级超级计算机与应用的发展趋势”

报告论述:10年来,我国高性能计算取得突出成就,连续2次夺得戈登贝尔奖,人才培养、硬件系统和应用都走在了世界前列,超级计算机应用发展趋势在于异构架构在超算系统构建层面上的接受度,同时,人工智能可能成为超算主流应用之一

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报告人:Kai Hwang (黄 铠) Presidential ChairProfessor,Chinese University of Hong Kong (CUHK), Shenzhen, China.

报告主题:“融合超算云与5G边缘计算升级大数据智能物联网应用”

报告论述:人工智能应该强调群体智能,比如几千个无人飞机,不光是计算问题,协调问题,控制问题更大。超算和云不分家,今天基于计算机视觉在云、终端设备和AI芯片集成上,已经服务生活的各个方面。

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报告人:Jie Wu Laura H. Carnell Professor, AAASFellow and IEEE Fellow Temple University, USA

报告主题:“Maximum Elastic Scheduling Based on theHose Model”

报告论述:目前AI和高性能的融合面临问题是AI的算法是黑盒子,AI模型有两个特点,模型一定能解释,用户也要懂。提出软管模型的重要性以及AI崛起,AI模型公式等AI概念。

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报告人:Xian-He SunDistinguished Professor, IEEE Fellow Illinois Institute of Technology Chicago,USA

报告主题:“High Performance Data Access: the DMSHapproach”

报告论述:计算机的瓶颈是存储,目前数据中心瓶颈平均每年CPU增加52%,内存每年性能增加9%,IO每年增加6%,存储最慢基于磁盘的存储系统的性能改进比内存的慢得多,造成了显著的I/O性能差距,为了减少性能差距,存储子系统正在进行广泛更改,采用新技术,在内存/存储层次结构中添加了更多的层,随着内存层次结构加深,内存系统数据移动复杂性显著增加,使得利用内存存储层次结构(DMSH)的潜力更加困难。

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报告人:Tonglei Li Professor Department ofIndustrial and Physical Pharmacy, Purdue University

报告主题:“Multiscale Modeling and Computation inDrug Development”

报告论述:今天是否能够通过计算机做临床试验?目前,通过计算器一直在开发和利用建模与仿真的方法来理解和预测药物的可展性物质。计算热点从量子力学到分子力学/动力学,再到粒子和连续体方法。

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报告人:Satoshi Matsuoka Director, RIKEN Centerfor Computational Science

报告主题:“Towards convergence of HPC and AI forJapanese Society 5.0 on the Supercomputer ’Fugaku’ (formerly ‘Post-K’)”

报告论述:在日本的应用,在仿真领域HPC和AI应用会趋同。日本理研所(Riken R-CCS)和富士通(Fujitsu)合作开发的下一代旗舰级国家超级计算机Fugaku拥有超大规模的数据中心类资源,采用新型SVE(可伸缩向量扩展)技术,首次实现了15万个节点的多核A64fx多核Arm cpu,具有较低的数学精度,加速HPC和工作负载,增强与HBM2每个CPU内存搭配,展示近tb / s内存带宽。Fugaku’s的目标是实现HPC和AI快速数据运动目标,其相对于前身post-k,性能提高了100倍,同时延伸了一些关键应用,通过广泛合作设计过程涉及整个日本HPC思路。

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报告人:陈云霁 中国科学院计算技术研究所 研究员 智能处理器研究中心 主任

报告主题:“智能计算系统:课程和大规模平台”

报告论述:从谷歌来看,构建系统级的课程,才能帮助学生未来走的更远,学生应该考虑从用工具到设计工具的转变,现在有100个学校开设了人工智能课程,未来会有大量的会用人工智能的人,但是设计人才会更加缺失。

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报告人:范 桁 中科院物理所 研究员

报告主题:“Quantum simulation by superconductingquantum circuits”

报告论述:介绍20量子比特最新研究成果,指出规模化是当前研究的重点。

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报告人:李象远 四川大学化工学院教授委员会主任 教授

报告主题:“空天动力数值平台建设”

报告论述:燃烧数值庞大,进行数字模拟非常迫切,应当坚持“长期规划,历史清白,源码开放,功能创新”的原则,建立动力学建模新体系,构建燃烧数值平台,数据库和应用软件。

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报告人:张双南 中国科学院高能物理研究所粒子天体物理中心主任 中国科学院粒子天体物理重点实验室主任 中国科学院大学教授

报告主题:“黑洞和引力波”

报告论述:广义相对论是物理与数学结合的典范,展示了人类理性思维的辉煌,然而,广义相对论和量子理论在黑洞中心失效,人们对其进行研究是向另一个高峰发起挑战。

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报告人:舒继武 清华大学计算机系长聘教授,教育部长江学者特聘教授

报告主题:“大数据环境下的高性能存储系统构建思考”

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报告人:安虹 中国科学技术大学教授 博士生导师

报告主题;“重大应用驱动的异构融合智能超算系统软件生态建设”

报告论述:高性能计算,大数据,人工智能正走向深度融合,比较科学与工程计算与企业商业计算的差异,指出构建重大应用驱动的异构融合智能超算系统软件生态体系的必要性。

12位专家的特邀报告让我们感受到了科技的强大力量,辽阔深远,如果说特邀报告立意高远,先声夺人,那么9家厂商报告则从产业发展方向进行了解读。

9家厂商报告,行业领头企业谈发展方向

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报告人:Scott Tease 联想数据中心业务集团全球高性能计算与人工智能技术高级总监

报告主题:“From Exascale to Everyscale: Harnessing the power of HPC and AI Convergence”

报告论述:通过高性能计算领域的领先技术,通过端到端客户参与和深度合作推动人工智能技术的应用,最终在全球范围解决人类面临的挑战。

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报告人:TrishA.Damkroger 英特尔公司数据中心集团副总裁兼E级计算业务总经理

报告主题:“为当今以数据为中心的世界进行创新 - 新的 HPC 变革”

报告论述:HPC从小众应用走向大众,传统HPC正在向融合平台进化,高性能基础设施成为基础,需要更先进的互联、更快的计算,更强的存储和内存。英特尔在三个层面为数据中心加速创新,在技术基础架构上通过嵌入式CPU和AI处理器实现创新,在内存和存储层面通过扩张内存和存储层次结构来提升性能和容量,在软件方面抽象可读、可维护、可移植的软件架构创新。

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报告人:李斌 曙光信息产业股份有限公司高性能计算产品事业部总经理

报告主题:“后摩尔时代的高效能高性能计算机设计”

报告论述:随着热流密度、计算密度、系统功耗越来越高,系统的冷却效率对效能的贡献越来越大。曙光推出高效的冷却技术,基于浸没式液体相变冷却关键技术,保证高速信号质量、期间可靠性和密封、结构强度优化等,采用了超高热流密度的液体强化沸腾来实现效率提升。

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报告人:Raghunath Nambiar, Corporate Vice President and Chief Technology Officer of Datacenter Ecosystems and Application Engineering

报告主题:“AMD Silicon and Software Solutions for HPC”

报告论述:2020年,将有500亿台联网设备,设备将超过人口,2025年,近30%的数据将在新的实时数据驱动决策中处理,数据增加让越来越多的工作负载寻求创新。AMD积极推出全新的CPU和GPU架构和积极的路线图,基于全新的芯片和系统集成方法,以及开放的生态系统,打造世界级技术方案。

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报告人:陈健 北京并行科技股份有限公司总经理

报告主题:“迎接超算行业发展大机遇,实现超算资源服务ROI倍增”

报告论述:中小微HPC集群转向超算云是大势所趋,超算云替代中小微自建机群,能够实现超算资源服务至少POIx2,未来超算云服务SAAS化之后,将实现超算资源服务的ROIxX。中小微集群利用率低和社会效益低已经成了必须解决的问题。

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报告人:王普勇 上海索辰信息科技有限公司副总裁

报告主题:“国产自主工业软件铸“魂”之路”

报告论述:中国科技面临缺芯少魂,特别是软件研发方面,在工业软件领域,CAD和CAE研发投资大,周期漫长,国外软件巨头不断收购,垄断趋势正在形成,国内工业软件面临的机遇和挑战并存。

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报告人:谢海波 华为技术有限公司HPC解决方案总监

报告主题:“Transforming HPC,华为愿景与创新实践”

报告论述:介绍鲲鹏TaiShan,升腾Atlas等多样化计算平台在制造,气象海洋,生命科学等行业的应用,以及华为合作伙伴计划,开发者发展计划,人才培养计划。

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报告人:金克杰 DELL戴尔科技集团服务器和基础架构系统部,高性能计算总监

报告主题:“戴尔科技集团在HPC领域的创新”

报告论述:介绍了戴尔在中国为中国战略以及戴尔在高性能计算领域的产品和方案,指出人类面临的挑战,需要群体的力量,需要大家一起合作,共创未来。

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报告人;刘羽 浪潮HPC应用支持专家

报告主题:“Large-Scale Optimization Strategies for Typical HPC Workloads”

报告论述:浪潮是目前全球唯一可以同时需提供X86和IBM POWER服务器的服务商,通过HPC与AI的深度融合,浪潮构建了强大的剖析共聚,驾驭最前沿的硬件,为用户带来强大的智算能力。

可以说,历时1.5天的大会报告满足了参会者的求知欲望,大会报告之外,50余场论坛会议精彩纷呈,几乎覆盖了HPC全行业应用动态,在这里,HPC行业趋势悉数可见。

50余场论坛会议 覆盖HPC全行业应用动态

“内蒙古物联网与人工智能峰会”:呼和浩特市委副书记、副市长罗青介绍,内蒙古开始建设高性能计算公共服务平台去年开始建设,总投资3亿元人民币,包括通用计算系统、人工智能加速计算系统、大数据存储支撑系统、节点互联网络、配套基础设施五部分内容。平台建设浮点运营能力不低于10Pflops、存储容量不少于80PB、理论存储聚合带宽不低于800GB/s。内蒙古将以先进的大数据、云计算产业与当地的传统优势特色产业相结合,促进内蒙古乳业、畜牧、冶金、能源、化工等产业发展。

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“第十六届国际网络与并行计算学术会议(NPC2019)”:IEEE Fellow、美国纽约州立大学石溪分校杨元元教授介绍了一种以数据为中心,建立在异构边缘设备上的,利于设计出高效可靠的数据发现、检索和缓存机制的新兴普适边缘计算模式。

“第五届高性能科学计算方法及其应用研讨会(WHPSC)”:国内外计算数学及高性能科学计算领域的专家学者介绍了大规模可扩展数值方法及应用方面的最新研究进展,探讨了高性能计算中变精度的算法机理,展示了深度神经网络在PDE中的应用,讨论如何利用应用特征的动态变化进行算法的自动调优,介绍了大规模计算中网格生成的新技术,介绍求解相场方程的高阶ETD格式,探讨多尺度计算方法的进展,展示半隐式有限差分格式,分享低频三维电磁场的新型计算方法。

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“智能超算论坛”:使用AI自动优化超级计算机,用人工智能的方式优化超算,让算法自己优化自己。云天励飞联合创始人王孝宇提到,未来AI会像电力一样存在,随着AI应用逐步遍及各个行业,但它的规模化应用将面临人才短缺、成本高昂、开发周期长的障碍。

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“通向E级计算的应用之路研讨会”:中科院大气物理所刘海龙研究员介绍了海洋涡流研究的主流方式,传统的100KM向10KM过度,未来将实现2KM精度,刘海龙说,在相关LICOM3测试中,核心数量从最初几百几千核心升级到最终的26460核心,国产平台在性能上的加速能力获得了大于5倍的提升,延迟时间降低近6倍,整体运行效率与主流平台相差无几。中科院高能物理研究所陈莹研究员介绍了高能物理研究格点GCD方法。

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“第七届中国高性能互联网络论坛”:AWS、 Mellanox、阿里、华为、清华、凌云等国内外的企业高校分享了Elastic Fabric Adapter (FA) High Precision Congestion Control (HPCC、In-Network Computing等领域的最新进展和动态。

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“应用软件SaaS化论坛”:金风科技、适创科技、索辰信息科技、并行科技等企业代表分享了风电、汽车、石油、材料、仿真设计、计算平台等领域应用软件SaaS化的实践经验。

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“航空航天领域高性能计算应用论坛”:针对可压缩空气动力学、燃烧、传热、多相流、计算性能优化等方面进行应用交流。

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“第一届海洋数值预报与高性能计算论坛”:围绕海洋环境预报过程中的模式计算性能分析、并行优化、业务运行调度、预报订正等问题进行研讨,专家们分享了异构高性能计算环境中业务化预报系统的运行经验,提出后续数值预报与高性能计算、机器学习等融合发展的建议。

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“国产应用软件论坛”:邀请国产应用软件重要开发单位,探讨国产应用软件现状、发展瓶颈、需要的支持、发展趋势及市场推广等方面的问题。

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“新锐思想秀—HPC青年论坛” 连接青年思想 传承砥砺前行

如果说台上专家们的论述震撼心灵,那么,台下的青年们正以亲近的姿势走近你我,让我们的思想和他们一起开花,从“高性能计算在自动驾驶中的应用”、“数据中心资源管理”、“天河系统研发工程”、“分形冯诺依曼机器学习计算机”、“华为鲲鹏处理器面向高性能计算的性能测试与评估”、“面向E级机的高效能液冷与基础设施系统解决方案”6大主题演讲专业深邃、精彩独特,令在场观众惊叹折服。青年作为时代的接班人,HPC China以它的融合发展、传承创新,连接着一批又一批的青年人才砥砺前行。

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全国并行应用挑战赛、国产CPU并行应用挑战赛作为全国最大的并行计算赛事,创立至今,已经有10000多名师生参与其中,并行赛事重在挖掘培养并行计算和优化人才,助力中国冲刺戈登•贝尔奖。HPC大会期间,两项竞赛颁奖晚宴同期举行,HPC全行业见证了获奖队伍的荣誉时刻,优秀企业为获奖队伍颁奖。

产学研用融合发展,所有的科研成果最终都要落实到产业应用中来,切切实实发挥科技效力,才能更好的造福国际民生。

HPC China 2019, 企业专访进行时

在HPC China 2019企业高端专访现场,呼和浩特市委副书记、副市长、内蒙古和林格尔新区党工委副书记、管委会主任罗青介绍,和林格尔新区现已建成到达全国各主要城市的直达链路,总出口带宽18.96T,与北京互访时延不超10ms,初步实现了“同城化”。目前,百度、阿里巴巴等大型互联网企业主数据中心、主力云产品都落户于内蒙古,某部委可信身份认证平台项目已投入运行,形成了每秒数万次的人脸识别比对能力,旷视科技人工智能超算平台项目一期已投入运行,建成后总运算能力将超过47PFlops理论计算能力。

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联想数据中心业务集团全球高性能计算与人工智能技术高级总监ScottTease认为大数据应用能力、人工智能专家、及体系结构和开源软件的部署维护三大因素至关重要。未来,联想将在人工智能、物联网、大数据等领域给予更多关注和投资,面对全球化布局和客户多元化,联想将为科研、教育、航天、气象、汽车、石油石化、生命科学等多个领域提供领先成熟的解决方案。

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英特尔表示会更注重为用户解决问题,在软件、硬件上继续优化,提升用户使用效能。同时,英特尔决定停止对Omni-Path网络的后续研发,对于即将到来的E级计算时代,因特尔将采用Cray公司的Slingshot互联技术”,至强融核处理器的替代产品“Xe独立显卡”将于明年上市,这将成为英特尔一个重要产品线。

中科曙光计算应用首席科学家吉青博士、中科曙光EasyOP产品首席运维架构师安磊先生介绍了中科曙光先进计算服务平台,平台包括计算服务、软件应用、数据智能分析、未来计算创新、产品创新、运营管理6大模块,是提供全系统化服务的先进计算OA系统,针对定需求的行业提供全系统化服务,目前已涉及到气象环保、科研教育、工业方针、生命科学等多个国际先进领域行业,推出1年多时间里,应用企业已经超过50个单位,日均占有先进计算节点达600多个。

随着云计算大潮对IT行业产生的影响,超算资源的云计算化成为必然!并行科技直通全国多家超算中心与数据中心,为用户提供一站式超算云服务,相比自建超算集群来说,同样的资金投入,将会获得超过2倍以上的超算服务资源,同时,科研人员无需关注超算本身,全心专注研发即可。并行科技总经理陈健表示,当前,国内自建超算的速度已经放缓,越来越多的用户已经认识到中小微集群利用率、社会效益低的问题,使用超算云服务优势,方便快捷,省钱省力。

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HPC China举办15年,为13个城市的发展带来机遇,同时推动超算事业的普及。伴随HPC China 2019在内蒙古的召开,内蒙古大数据、高性能计算生态环 境稳步建设,内蒙古和林格尔新区正步入大数据、人工智能产业发展的快车道。

HPC China 2020将在郑州举行。据悉,郑州超算中心于2019年5月份获批筹建,预计2020年6月落成,峰值计算能力预计达到200P。

2020年,期待又一次的中国算力之美。

 

责任编辑: WY-BD

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