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1、国家超级计算长沙中心湖南大学 建设办公室 主任蔡立军 博士 教授博士生导师超级计算与大数据2013年10月24日从科学发现的“第三范型”跨越到“第四范型”国家超级计算长沙中心 情况简介公共服务中心 云计算中心 灾备中心！ 是国家及区域发展规划的布局是继天津和深圳之后，国家科技部正式批准建立的第三家国家 超级计算中心。 目前，全国仅有国家级超算中心四家： 国家超级计算天津中心 国家超级计算深圳中心 国家超级计算长沙中心 国家超级计算济南中心国 家 超 级 计 算 长 沙 中 心 简 介 采用“政府主导、军地合作、省校共建、市场运作”的创新模式。 省政府负责建设资金投入（ 8.6亿元）。 国防科技
2、大学负责提供硬件平台与技术支持。 湖南大学负责项目用地；项目建成后移交给湖南大学，由湖南大学组建团队负责经营管理。项目主体建筑由天算台、研发楼和天河广场组 成。建成湖南省科技创新的新平台、对外开放的新 名片、旅游观光的新景点、城市建设的新地标。项目位于湖南大学校区内（43.25亩），总建筑 面积2.6万多平方米。2011年10月底1372.5万亿次（存储1.07PB ）全部投运。目前正在进行主机搬迁。基本建设工作已进入尾声，超级计算机已经搬进 机房，正准备加电、安装调试。全系统指标高性能刀片结构浮点峰值性能1372.5万亿次内存容量108TB磁盘总容量1.07PB功耗1400kW超级计算机及其
3、作用科学发现范型：理论科学、实验科学、计算科学1有谁知道？ 什么是超级计算机？ 国外的超级计算机（某个事件）？ 国内的超级计算机（某个事件） ？如： IBM公司的超级计算机两次人机大战如：天河一号、二号勇夺世界第一什么是超级计算机? 超级计算机通常指由成千 上万个处理器(机)组成的、 能计算普通PC机和服务器 不能完成的大型复杂计算 的计算机。 超级计算机追求的第一目 标是计算速度(动辄上百万/ 千万亿次)，在这样的运算 速度前提下，人们可以通 过数值模拟来预测和解释 以前无法实验的自然现象 普通计算机的运算速度成人走路的速度超级计算机的运算速度火箭飞行的速度物理化学生物 医药汽车船舶飞机新型
4、 能源金融海洋 工程新型 材料科研科研 创新创新 理理论论论论 分析分析计计计计算算 模模拟拟拟拟观观观观察察 实验实验实验实验超级计算机 能做什么？当今科研创创新 的三类类范型： 传统传统 的理论论分 析 传统传统 的观观察实实 验验 超级级计计算模拟拟超级计算超级计算工工业创业创新新科学研究科学研究商商业业金融金融社会与社会与 公众服公众服务务国家和国家和 社会安全社会安全超级计算超级计算工工业创业创 新新科学研究科学研究商商业业业业金融金融社会与社会与 公众服公众服务务国家和国家和 社会安全社会安全物理，化学，天文，新材料，生物医物理，化学，天文，新材料，生物医药药药药等众多等众多领领领
5、领域的主要研究途径之一；域的主要研究途径之一；宇宙行星、微宇宙行星、微观观观观粒子、高温高粒子、高温高压压压压等等难难难难以以实验领实验领实验领实验领 域域进进进进行行创创创创新研究的唯一途新研究的唯一途径。径。科学研究超级计算机能做什么？超级计算超级计算工工业创业创 新新科学研究科学研究商商业业业业金融金融社会与社会与 公众服公众服务务国家和国家和 社会安全社会安全广泛广泛应应应应用于汽用于汽车车车车、飞飞飞飞机、船舶、机、船舶、钢钢钢钢 铁铁铁铁、石油、新能源、集成、石油、新能源、集成电电电电路等众多路等众多 领领领领域。域。 增加材料增加材料产产产产品率品率 25%25% 降低工程技降低
6、工程技术术术术成本成本 13%30%13%30% 降低人工成本降低人工成本 5%20%5%20% 增加增加设备设备设备设备 利用率利用率 30%60%30%60% 缩缩缩缩短短产产产产品研品研发发发发周期周期 30%60%30%60%美国国家科学院工程技美国国家科学院工程技术术术术委委员员员员会会报报报报告告工业创新超级计算机能做什么？超级计算超级计算工工业创业创 新新科学研究科学研究商商业业业业金融金融国家和国家和 社会安全社会安全社会与社会与 公众服公众服务务交易交易实时处实时处实时处实时处 理，金融模理，金融模拟拟拟拟分析，商分析，商 业业业业数据挖掘，物流与生数据挖掘，物流与生产产产产
7、排程排程规规规规划划 等。等。在在发发发发达国家，金融是超达国家，金融是超级计级计级计级计 算最重算最重 要的要的应应应应用用领领领领域之一；美国有超域之一；美国有超过过过过10%10% 的超的超级计级计级计级计 算机部署在各大金融机构。算机部署在各大金融机构。商业金融超级计算机能做什么？超级计算超级计算工工业创业创 新新科学研究科学研究商商业业业业金融金融社会与社会与 公众服公众服务务国家和国家和 社会安全社会安全天气天气预报预报预报预报 、传传传传染病染病扩扩扩扩散、大型集会散、大型集会 安全分析、社会安全分析、社会动动动动力学、宏力学、宏观经济观经济观经济观经济 学等。学等。基于数学模型
8、使用超基于数学模型使用超级计级计级计级计 算机算机进进进进行行 数数值值值值模模拟拟拟拟是上述是上述领领领领域从定性到定量域从定性到定量 ，获获获获得更可信得更可信结结结结果的唯一手段。果的唯一手段。社会与公众服务超级计算机能做什么？超级计算超级计算工工业创业创 新新科学研究科学研究商商业业业业金融金融社会学社会学国家和国家和 社会安全社会安全先先进进进进武器武器设计设计设计设计 与与测试测试测试测试 ，核物理模，核物理模拟拟拟拟，密，密码码码码情情报报报报分析，信号与分析，信号与图图图图像像处处处处理理等。等。国家安全和社会国家安全和社会稳稳稳稳定的重要保障。定的重要保障。国家与社会安全超级
9、计算机能做什么？ 超级计算机是一个国家科研实力的综合显现，体 现了国家在科技领域的核心竞争力，对国家安 全、经济和社会发展具有举足轻重的意义。 超级计算，是科技和产业创新发展的不竭动力。超级计算机的竞争冷战时期的美苏军备竞赛！2010201120122013天河一号(TH-1) 2.507 PFLOPS 中国天津国家超级计算中心京(K Computer) 10.51 PFLOPS 富士通/日本理化研究所泰坦(Titan) 17.59PFLOPS 美国能源部橡树岭国家实验室天河二号(TH-2)33.86 PFLOPS，共16000个节点， 计算核心总数达3120000 广州超级计算中心2010-
10、2013 TOP500：中国第一，在美国的影响： 美国总统奥巴马“中国”两字不离口 美国总统奥巴马2010年12月 6日在北卡罗来纳州一所社 区大学发表演讲时，十次提 到中国。 2011年01月25日，奥巴马在 美国国会发表了上任以来的 第二篇国情咨文（2011年国 情咨文）。四次提及中国。 美国总统提到中国主要成就 ：超算、高铁、太阳能。中国第一，在日本的影响： 天灾人祸后力挺超算争夺世界第一 天灾：是指2011年3月11日发生9.0级大型地震 +地震引发最高40.5米的海啸。 人祸：地震引发的火灾和福岛核泄漏事故。 导致东北地方部份城市遭受毁灭性破坏，宫城 县首府仙台市周围一片废墟，全国大
11、规模经济 活动停止。云计算时代规模改变一切，量变到质变！2科学技术革命的宏观规律 信息技术革命的小周期第三次IT浪潮：云时代云计算定义Wiki：一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。在NIST（美国国家标准与技术研究院）对云计算的定义中，包括了五个基本特征、三个云服务模式、以及四个云部署模型。2011年美国发布 联邦云计算战略 ，年度800 亿美元 的IT 预算25%采用 云计算，并规定每 个联邦机构至少拿 出三项应用向云计 算迁移。2011年英国启动政 府云服务（G- Cloud），投资6千 万英镑建立公共云 服务网络；每年 160 亿英镑的IT 预 算
12、中将有20%采用 云计算；到2015 年，至少有50%的 政府IT资源通过 G-Cloud 购买。2012年欧盟启动 云计算战略计 划，IT 预算中 有20%采用云计 算，到2020年将 为欧盟创造累积 产值GDP9570亿 欧元，增加就业 人数380万。2009年韩国推出 云计算全面振 兴计划，在5年 内在云计算领域 投资6146 亿韩元 （约34 亿RMB)争 取使市场规模扩 大四倍，达到2.5 万亿韩元（约138 亿RMB），全球 市场占有率提高 至10%2009 年日本发布 i-Japan 战略 2015建设“霞关 云”。2010 年发 布云计算与日 本竞争力研究 报告，希望在 202
13、0 年前培育出 累计规模超过40 万亿日元（约3 万亿元RMB）的 新市场。全球云计算市场布局与政府云计划 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定【 国发(2010)32号，2010-10-10 】。从四个方面、七个产业领域中选择了若干重点方向作为现阶段加快培育和发展战略性新兴产业的切入点和突破口，其中就有云 计算的研发和示范应用。 2010年10月18日，国家发改委与工信部联合下发了关于做好云计算服务创新发展试点工作的通知。结 合国家创新型城市建设，先行在北京、上海、杭州、 无锡、深圳等五个城市先行开展云计算试点工作。中国：国家出台政策，抢占制高点 政府加大投入：云计算计划观点分享：云
14、中心与传统的数据中心IDC的区别? 整体大于部分之和，规模改变一切，量变到质变！单个蚂蚁的作用有限，蚁群具备很多蚂蚁个体没有的特性。 在IDC时代，一万台服务器就是一万台服务器，各自做各自的事情，使用各自的计算能力和存储。它们之间的交集就是：各个应用、各台台服务器互相争抢网络带宽。 云计算中心则让这些服务器把资源共享出来，服从统一的管理，变成了一个集群，并且做同一件事情，即可把数据中心当做一台机器来看！一朵云。观点分享：云计算与超级计算的关系 超级计算为云计算提供核心支撑把超级计算中心的软硬件资源虚拟化，再加上中间件、应用系统等组成云计算系统。 云计算扩大超级计算的服务范围超级计算应用的复杂度
15、太高！而云计算正是应对这个挑战的最佳途径。云计算是超级计算的新发展（降低使用门槛）！云计算是一种基于因特网的超级计算模式。云计算和大数据之间的关系？大数据云时代的数据变革云计算为术，大数据为体3何谓大？数据度量前缀缩缩写基幂幂数 字 KiloK103千字节 MegaM106兆，百万字节 GigaG109千兆，10亿字节 TeraT1012万亿字节 PetaP1015千万亿亿字节节 ExaE1018百亿亿字节 ZetZ1021十万亿亿亿亿 字节节 YotY1024一亿亿亿 字节 BronB1027一千亿亿亿 字节全球数据量增长预测2020 年将突破35ZB 2008年的70 倍 2011年的29
16、 倍信息基础设施完善互联网领域商业发展物联网与移动终端普及云计算产业发展网络带宽增加、存储设备性价比提升，为大数 据的存储和传播准备物质基础最早重视数据资产的价值，从数据中淘金， 引领大数据的发展趋势产生大量数据，数据类型丰富，内容鲜活为大数据的集中管理和分布式访问提供了必要 的场所和分享的渠道。大数据产生的历史背景云计算带来的数据变革移动互联网 物联网搜索 社交 电商银行200020102015证券保险大数据浪潮汹涌澎湃2012 年3 月，奥巴马政府公布美国大数据研究和发展计 划，标志大数据已经成为国家战略，上升为国家意志。美国“大数据研发创新”计划2012年7月推出，在新一轮IT振兴计划中日本政府把大数 据发展作为国家层面战略提出。日本“新ICT战略研究”计划英国政府宣称投资6亿英镑投入到科学计算基础设施
