鑲嵌著“國家超級計算天津中心——天河”字樣的弧形大樓，坐落于天津塘沽海濱。在炎炎烈日下，紅墻襯托的白色字體，透射出中國現(xiàn)代科技發(fā)展的硬實力。6月13日，《中國科學報》記者走進了大樓，只見迎面墻壁上書寫著幾代國家領導人的題詞，暗示其重任在肩。大樓第二層機房保持在適當?shù)牡蜏刂校�清涼宜人。一排排整齊的黑色機柜閃爍著綠色星光，“天河1號”正滿負荷運行。

事實上，相比許多設立在其他省市的國家級超級計算中心，處于飽和運行狀態(tài)的“天河1號”是幸運的，因為更多的超算中心正在面臨著無相應配套軟件，難以充分發(fā)揮作用的尷尬。

絕無僅有的案例

2009年，“天河1號”作為國家“十一五”科技發(fā)展重大項目、由國防科技大學和天津市共同承擔建成。建設中，科技人員采用CPU（芯片）+GPU（加速部件）融合方式提高運算速度。在2010年世界超級計算機500強競賽中，“天河1號”顯示出強勁的運算能力，一舉摘得了世界第一的桂冠。

與全世界所有超級計算中心不同的是，在取得世界第一的成果后，國家超級計算天津中心（以下簡稱天津中心）作為中國軍民科技融合的范例，經(jīng)過幾年努力，在應用中又成為自負盈虧的國家超級計算中心。

“計算機五六年更新一代，如不充分挖掘應用潛力，數(shù)億元的投資在奪得世界第一后不能窮盡其用，顯然很不劃算。”天津中心應用部部長孟祥飛解釋，這也促使他們在滿負荷運行情況下繼續(xù)深挖市場潛力，不斷舉辦系列培訓活動，培育新客戶。

天津中心主任劉光明介紹：“天津中心每年維護運行約需要3000萬元人民幣。其中一半用于支付電費，能維持正常運行是件十分幸運的事情。”

目前，天津中心主要服務于承擔國家重大研究任務的科研機構(gòu)和政府部門管理。先后與中科院大氣所、中石油油氣勘探院、華大基因等成立了聯(lián)合實驗室，開展大氣模擬、地質(zhì)成礦模型、藥物設計等研究，也成為天津濱海新區(qū)政府的云服務系統(tǒng)。

但是，“相比國外，國內(nèi)仍有許多行業(yè)并不了解超級計算機的用途。”孟祥飛也承認，天津中心的成功運行模式，正是因為其相關(guān)合作方的軟件研發(fā)很成熟，能夠讓“超算”發(fā)揮作用。

發(fā)展受制于軟件

繼天津后，為推動超級計算的發(fā)展，我國先后在深圳、長沙、濟南、廣州和無錫等地發(fā)展和籌建國家命名的超級計算中心。此外，我國還有兩家老牌超算中心，即上海超級計算中心和中科院超級計算中心。這些超級計算中心的建成，使中國計算能力從百億、千億迅速提升到億億級。

6月10日，中科院計算所研究員張云泉在九三學社中央科技委首次科技沙龍上透露，我國超級計算機的性能近年來已經(jīng)3次奪取世界第一，但在實際應用中卻難以發(fā)揮出其最高效率，距離為國家科技創(chuàng)新、推動國民經(jīng)濟發(fā)展做出具有實際意義的工作尚有一定距離。

一個事實是，《中國科學報》記者采訪時得知，某超級計算中心目前只能發(fā)揮約70%的運算功能。

張云泉分析，國家超級計算中心難以充分發(fā)揮作用的重要原因在于，中國計算機發(fā)展在硬件方面得到了政府的有力支持，因而發(fā)展迅速。而由于重視和投入不夠，與其相應的軟件出現(xiàn)了“好馬”無“好鞍”現(xiàn)象。中國超級計算雖運算能力成功登頂，但駕馭水平?jīng)]能跟上。

“應用軟件的研發(fā)對超級計算的發(fā)展具有舉足輕重的地位，其生命周期可持續(xù)幾十年，而硬件只能維持5年左右。”一位業(yè)內(nèi)人士指出，不同應用軟件解決不同的應用問題，是超級計算能力的具體體現(xiàn)。影響中國超級計算能力發(fā)揮的關(guān)鍵在于應用軟件的缺乏。

滿足應用為最佳

一位不愿具名的計算機工程研究員告訴記者，中國各地國家超級計算中心，在應用中充分發(fā)揮出能效的是天津超算中心、上海超算中心和中科院超算中心，基本處于飽和運行狀態(tài)，與應用需求結(jié)合緊密。

這位計算機工程研究員認為，能滿足應用的計算機即是最佳計算機。計算機速度越來越高，結(jié)構(gòu)會越來越復雜，軟件研發(fā)難度也隨之提高。美國在計算機發(fā)展戰(zhàn)略中，軟件研究投資金額達到總投資的60％以上。因為軟件研究首先需要進行方程研究，弄清邊界條件，隨后把方程變成離散模式，最后再編寫成軟件。一個生產(chǎn)型軟件，需要幾十位研究人員同步開展工作，代價很高。這類研究，在國內(nèi)鮮有科研機構(gòu)進行，因投入高、短期難見效益。

美國田納西大學諾克斯維爾分校教授Jack Dongarra早在2004年就提醒計算機研發(fā)人員：“高端計算機的真正危機在于軟件，軟件成本已成為現(xiàn)代技術(shù)中最主要的經(jīng)濟開支。”

劉光明認為，中國超級計算機發(fā)展不妨借鑒美國經(jīng)驗。美國在部署國家橡樹嶺國家實驗室超級計算發(fā)展時，同步部署了相關(guān)應用軟件的研發(fā)，很值得學習。