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淡陌伊人 该用户已被删除
发表于 2011-1-5 17:11:49
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在中国的“十一五规划”之初,英伟达™(NVIDIA®)因大型三维特效史诗纪录片《圆明园》而备受中国人瞩目。这部完整再现圆明园辉煌的纪录片凭借英伟达在视觉计算方面的领先技术,在被彻底烧毁的废墟上“纤毫毕现地复活了这座万园之园的全貌和细节”,让当今中国人对于没有形象概念的历史遗迹有了感性认知,并被那些留下“无限凄凉的荒凉石头”深深打动。正因为这部史诗以中国多项三维特效之最,最真实地数字化还原了举世瞩目的中国皇家园林,而被誉为“中国影视三维特效的里程碑之作”。当时,英伟达总裁兼首席执行官黄仁勋对该片总导演说:“我们的技术帮助中国人书写了中国人自己的历史。”

时至中国“十一五规划”之末,在中国已赢得“全球图形芯片之王”的口碑之后,英伟达公司又被中国人重新认识。在中国的高性能计算领域,“全球GPU之王”的地位已被中国合作伙伴认同。

2010年11月16日,在美国新奥尔良会议中心揭晓的全球超级计算机500强排行榜上,由中国国防科学技术大学研制的“天河一号”A超级计算机排名第一,超过了美国橡树岭国家实验室的“美洲虎”。天河一号的实测运算速度可达每秒2570万亿次,而排名第二的“美洲虎”超级计算机为1750万亿次。中国曙光公司研制的“星云”紧随其后,排名第三,实测运算速度达到每秒1270万亿次。

中国超级计算机的超级表现不仅成为全球IT界出人意料的一个里程碑标志,也是作为中国高度强调自主创新的“十一五规划”的一个象征。天河一号A能在世界科技最前沿的超级计算机领域拨得头筹,正是对中国式创新之路最好的验证。而鲜为人知的是,作为全球GPU与并行计算龙头的英伟达公司,不仅通过“Fermi”架构的Tesla™ M2050计算卡融入了天河一号,还以多种方式融入了中国式创新。

谋定“融入中国创新”
中国的“十一五规划”始于2006年,在这一年1月9日的全国科技大会上,国家主席**郑重宣布了中国未来15年科技发展的目标:“2020年建成创新型国家,使科技发展成为经济社会发展的有力支撑。”这标志着从十一五规划开始,中国正式启动了创新型国家的国策。

在十一五之前,中国经历过两次创新浪潮。第一次创新浪潮是上个世纪五六十年代的“封闭状态下自主创新”。第二次创新浪潮始自八十年代的改革开放,是“开放状态下全面引进”,简称为“市场换技术”,属于典型的“引进、消化、吸收”模式。这一战略能迅速拉近中国企业与国外对手的技术差距,但自主创新能力退化,某种程度地陷入“引进-落后-再引进-再落后”的怪圈。

鉴于前两轮创新浪潮的经验教训,中国明确“创新型国家”的国策后,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》和《国家自主创新基础能力建设十一五规划》中,明确指出了“中国特色的自主创新道路”的三大模式:集成创新模式;引进消化吸引再创新模式,企业主导技术创新模式。

几乎与此同时,在全球高性能计算领域迅速称雄的英伟达公司敏锐地洞察到中国国策的变化,在其华裔总裁兼首席执行官黄仁勋的主导下迅速制定了“中国新战略”:以自身的技术创新融入中国的自主创新,最佳方式是支持中国自主创新主体实现集成创新,并与中国合作伙伴共同实现联合创新。

集成创新的天河与星云
中国的集成创新模式强调把当今世界已有的技术创新成果创造性地加以集成,不再计较所用的知识与技术是否完全由中国原创,强调在开放的状态下整合全球资源为我所用,以系统集成的方式创造出前所未有的新产品、新工艺、新生产方式或新服务方式,甚至创造出新的交叉学科领域,以此成为中国实现技术跨越的突破口。天河一号A正是集成创新的典型代表。

天河一号A的前身是天河一号,一开始就是国家超级计算机项目的重点工程。天河系一号诞生于2009年10月29日,当时,这台超级计算机以每秒1206万亿次的峰值速度和每秒563.1万亿次的Linpack实测性能,使中国成为继美国之后世界上第二个能够研制千万亿次超级计算机的国家。

天河一号充分体现了集成创新的力量:从芯片到操作系统,中国原创与引进相融合,集天下之大成,开创了天河剑法。此后,从天河一号到天河一号A,时间只有一年,但其峰值速度却从每秒1206万亿次跃升到每秒2570万亿次。这一次飞跃同样是集成创新的经典。

天河一号A置入了7168块基于英伟达“Fermi”架构的Tesla™ M2050 GPU,更重要的是,天河一号A还大规模采用了并行GPU与多核CPU相结合的新运算模式,在性能、尺寸以及功耗等方面均取得了巨大进步,成为当代异构计算的典型代表。采用7168颗英伟达™(NVIDIA®)Tesla™ M2050 GPU比单纯使用CPU计算,同等性能能节省出3万多颗CPU用量,占地面积与耗能也大幅减少。

“天河一号”总设计师、国防科大副校长杨学军第一时间接受新华社记者时说,“中国在天河一号A上真正的绝活有两项,一是结构设计上,我们采用通用CPU和GPU结合的构架。它保证“天河一号”在有限场地、有限资金、有限电源容量的情况下实现每秒4701万亿次的峰值计算能力。中国最先在世界上成功运用了这条技术路线。二是自主研制的互联通信的整套软硬件,可以把几万颗微处理器高效地联系在一起,求解一个问题。”

除了天河一号,取得全球超级计算机第三名的星云,同样精彩地体现了集成创新的威力。

“天河一号”和“曙光星云”的研制成功,不仅标志着我国高效能计算机的研制能力和技术水平达到新的高度,实现了建设创新型国家所需要的技术超越式发展模式,也标志着“十一五规划”所倡导的集成创新祈取得巨大成功。

联合创新练宝钢
与集成创新一样,联合创新(即引进消化吸引再创新)也是十一五提倡的重要创新模式。在这方面,英伟达与中科院及宝钢的三方联合创新成果同样经典。

在中国钢铁行业,宝钢一直是产品创新的榜样,因为在竞争激烈的钢铁市场,只有创新的产品才能带来较高的产品附加值。但如何既提高创新的效率,又不增加太高的创新成本,至今仍是中国传统产业技术进步与产业升级的难题。

宝钢在技求创新时,引进了中国科学院的过程工程研究所,两者联合用计算机来模拟钢水注入某个模具或是从一个钢炉注入到另一个钢炉过程中间的反映。过去,宝钢在这项核心技术创新的过程中,只能一次一次地实物实验,然后对模具进行微调,这不仅会造成大量的模具损毁,还有巨大的时间成本。

中国科学院过程工程研究所基于宝钢的技术创新需求又引进了英伟达,双方联合共同推出了一款基于英伟达Tesla™ GPU的全新软硬件解决方案。在进行多尺度离散化并行计算时,单精度峰值超过每秒1000万亿次浮点运算,成为中国第一套能达到该运算标准的超级计算机系统,进而使宝钢能通过计算粒子之间的相互作用力或相互关系,仿真钢水在容器或模具中的流动方式、方向、流速、体积等,在节省模具与时间成本的同时,工艺流程也大为优化。

英伟达与中科院联手参与的中国企业自主创新远不止宝钢一家。在与中科院基因组所及浪潮公司三方的联合创新项目中,以全新的计算架构与计算芯片相结合,将基因比对序列的分析工作效率大幅提升,更新的BLASTN程序,在浪潮的倚天系统上实测后,仅与传统CPU计算的性能相比,就提高了35倍。

类似的创新案例还有英伟达™(NVIDIA®)与中科院地质地球所及吉星吉达公司的三方合作。在油气勘探领域也需要天量数据处理量,三者联手创立了油气资源勘探GPU+CPU协同计算系统,根据对740平方公里的实际算例计算,其运算时间从之前的三个半月缩短到了2.5天。如今,三家联合设计的软件已经向全球推广。

让中国创新走天下
当中国企业逐渐成为技术创新主体之际,英伟达也越来越注重与中国产业合作伙伴共同研发,以全球市场为视野,让中国伙伴的技术创新成果和产品走出去。

清华大学“同方威视”大型集装箱检查系统是中国自主创新的集装箱快速检查系统,这一系统源于国家的“八五”科技攻关项目。这一系统先后出口到阿联酋、澳大利亚、土耳其、伊朗、韩国等多个国家,成为中国自主创新的典范之作。

在自主创新的道路上,同方威视克服了一道道难题。而在此过程中,英伟达成为重要的帮手。随着全球经济一体化不断提速,各国之间贸易与人员往来日益频繁,海关所面临的安防安检效率与技术压力与日俱增。如何在不开箱的情况下,利用X射线对集装箱进行断层扫描,然后完成图像三维重构,进而达到完全透视的效果,成为挑战同方威视的新挑战。

为解决这一难题,同方威视与英伟达共同推出了一款基英伟达™(NVIDIA®)Tesla™ GPU的全新硬件与软件解决方案。这一方案同时得到清华大学工程物理系三维图像重构实验室的支持。搭配了同方威视解决方案的英伟达Tesla™ GPU在进行大型X光和CT扫描时,从二维上升到了三维,而且处理断面的速度提高了50倍,而且清除了传统扫描留下的许多盲点和死角。新集装箱检查系统已经部署到香港国际机场。

凭借这一技术创新成果及产生的核心优势,同方威视不仅成为海关的眼睛,还扩展到医疗等多个新领域。



创新型国家的创新基础
中国的“十一五规划”不仅提出了三大创新模式,还提出建设两大创新基础,即基础科技研究与创新人才培育。由此,英伟达与中科院、清华大学合作,构建作为创新基础的CUDA™卓越中心。

就在一年前,英伟达公司中国科学院过程工程研究所、清华大学联合宣布,共同建立CUDA™卓越中心,在中国联合推广CUDA™以及利用GPU进行的高性能计算。在此之前,CUDA™卓越中心已经在哈佛大学、剑桥大学等五所全球顶级学府设立。

CUDA™是由英伟达推出的通用并行计算架构。该架构充分将GPU强大的并行计算能力调动起来,使GPU能够在解决复杂计算问题上发挥其先天的优势,成为一门新的基础科学,对于油气勘探、离散模拟、三维扫描、超级计算等多个领域有重大影响,GPU计算为中国提高自主创新能力提供了的技术支持平台。

中国科学院副院长李静海院士称:“这一合作有力带动了中科院的其它单位和关联企业在CPU-GPU协同计算方面的开发与应用。这种新兴的模式将会成为中国超级计算发展的重要方向。”

英伟达™(NVIDIA®)总裁兼首席执行官黄仁勋说:“我们与中科院和清华大学这样的中国顶尖科研机构和学府,共同推进CUDA™卓越中心在GPU计算领域的研发和创新,这将使GPU计算成为推动中国自主创新能力的重要力量。”
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发表于 2011-1-6 23:28:00
哈哈!~ 天河一号 不错!
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发表于 2011-1-6 23:30:23
呵呵 是呢
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发表于 2012-10-23 19:08:34

玲玲 (278)

本帖最后由 Must 于 2012-10-23 19:36 编辑

如此的好贴,不能沉溺呀。

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