黑洞照片，天氣預報，工業制造...他們背后都有同樣的技術力量

　　以下照片，你可能已經看到了：

　　作為人類第一張黑洞照片，它在2019年發布時引起了極大的轟動。但是很多人可能不太清楚這張照片是怎么拍的。

　　圖片中央的黑洞位于M87星系，考慮到它遠遠超過5500萬光年，想要畫像的難度無異于在地球上給月球表面的可樂瓶蓋拍照。要達到所需的分辨率，我們甚至需要一面大如地球的望遠鏡。

　　好消息是，人類真的建造了這樣的望遠鏡。

　　這里的關鍵是長基線干預測量技術(VLBI)。通過調動分布在世界各地的射電望遠鏡，讓它們同時觀察同一個目標，然后聯合處理獲得的觀察信號，相當于用一個超大的射電望遠鏡觀察，直徑達到每個望遠鏡之間的距離。理論上，這種虛擬望遠鏡的直徑甚至可以超過地球直徑。

　　負責這個黑洞觀測計劃的是事件視野望遠鏡(EHT)。借助于跨越多個大洲的望遠鏡陣列，天文學家們如愿以償地獲得了他們想要的數據。

　　圖片來源：支持事件視界望遠鏡計劃的小型HPC。

　　但是如何處理望遠鏡獲得的數據是另一個問題。僅僅是一個為期五天的觀察，事件視野望遠鏡就會產生大約7PB的數據，可以裝滿近2000個大容量硬盤。這么大的數據量很難通過互聯網傳輸，所以來自世界各地的天文臺會把硬盤郵寄到美國麻省理工學院海斯塔克天文臺——等待很長時間的高性能計算機(HPC)會將數千個硬盤中雜亂無章的數據轉換成我們后來看到的黑洞出道照片。

　　高性能計算無處不在。　　

　　阿塔卡馬沙漠中的射電望遠鏡陣列

　　硬件設備在事件視野望遠鏡計劃中非常重要。但是相對于阿塔卡馬沙漠夜空中莊嚴的望遠鏡陣列，高性能計算機看上去只是一個低調地隱藏在室內的柜子，它還負責無聊而復雜的數據處理工作，這使得高性能計算對我們來說往往是一個遙遠的概念。

　　但是，聽起來更加陌生的高性能計算，與日常生活的關系可能遠遠緊密于靜靜地站著的射電望遠鏡。把高性能計算和實際服務項目聯系起來，很容易理解為什么是現在不可或缺的基礎設施。

　　說到日常生活，最好的例子就是天氣預報。天氣如此重要，以至于兩個很久沒見的人在始話題的時候往往會選擇從天氣開始:今天怎么突然下雨?

　　但另一方面，天氣也是蝴蝶效應的最佳詮釋者——千里之外的微小誘因往往可以通過數學模型無法預測的方式改變天氣。就像太平洋東部發生的拉尼娜現象一樣，今年粵閩地區遭遇干旱。

　　雖然人類可能永遠不能完全理解天氣，但科學技術的進步至少使人們更接近這一目標：多普勒雷達和氣象衛星使我們對云系統有了更深入的了解;而高性能計算加持下的大數據統計使預測精度不斷提高。

　　通過數據科學，今天我們預測未來一周的降水情況比半個世紀前預測一天內的降水情況要準確得多，甚至可以清楚地告訴你，現在盤旋在菲律賓東部的2號臺風舒力基很可能會被強化為超強臺風，然后再去太平洋東。資料科學背后，自然少不了具有強大計算能力的高性能計算參與。

　　另性能計算應用的另一個例子是電影和動畫的渲染。我去看了最近重映的《阿凡達》。優秀的藝術設計和優秀的特效創造了華麗的潘多拉星球，哪怕11年后看起來還是驚艷的。

　　然而，如此美麗的特效也意味著驚人的渲染工作量——詹姆斯·卡梅隆的團隊找到了一個擁有6000個處理器的高性能計算機來幫助渲染，渲染工作大約需要一年時間。如果使用普通電腦，這部分工作需要一萬年的時間。

　　高性能計算也支持許多重要的學術研究。例如，去年，日本學者通過計算能力最強的富岳高性能計算機模擬計算了口罩的防飛泡沫效果的西班牙研究小組也利用高性能計算機模擬了水熊體內的破損抑制蛋白和DNA的相互作用，發現水熊體成為最頑固的生命體的機制。

　　到目前為止，計算可以在許多行業的基礎上找到。目前，高性能計算的應用范圍包括航空航天、石油勘探、氣象研究、生物工程、工業設計、動畫渲染、智能社會等多個領域。可以說，任何需要計算機和計算能力的行業都可以使用高性能計算。

　　中國高性能計算的成長歷史。

　　說到高性能計算，你腦子里會浮現出什么名字?天河1號A先后登上算力TOP500排行榜?或者神威?太湖之光?

　　也許有些意外，聯想實際上是中國高性能計算系統中份額最大的供應商。是的，是你認為只做筆記本電腦的聯想。

　　聯想在中國超級算力大會ChinaSC2020公布的高性能計算機TOP100排行榜中以35套領先，其中6套排在前10位。甚至在世界范圍內，聯想也是高性能計算領域的重要參與者：在去年11月公布的TOP500高性能計算名單中，聯想被評為182臺，占36.4%。

　　事實上，聯想早在1999年就正式成立了高性能計算(HPC)部門，進入相關研發領域。要明白聯想為什么要制造高性能計算機，就要了解當初的時代背景。

　　從世界上第一臺通用計算機ENIAC開始，高性能計算長期服務于尖端領域的研究，但由于起點不同，高性能計算機技術長期受到歐美國家的支持。

　　一個著名的故事是，20世紀80年代，中國石油工業部物探局花了很多錢買了一臺IBM大型機器，但IBM給出的交易條件非常苛刻:為了避免竊取技術，美國將機器放在玻璃房中24小時監控，美國掌握進出鑰匙和啟動密碼，中國必須定期提交使用日志。

　　在這樣的環境下，獨立掌握高性能計算技術尤為重要。在高性能計算的開發中，一方面是以銀河、曙光、神威系列為代表的國家隊，另一方面是聯想的深騰系列高性能計算機;前者更負責國家關鍵任務，后者更廣泛地將高性能計算推向商業化。

　　高性能計算的未來在哪里?

　　中國科學院計算所研究員張云泉博士在接受采訪時說:農業社會依賴體力，工業社會依賴機器，信息社會依賴互聯網，智能社會依賴計算能力，誰能占領力的制高點，誰就有引領社會發展的基礎。

　　IDC報告預測，從2018年到2025年，中國的總數據將以每年30%的快速增長引領世界，預計到2025年，中國的總數據將上升到世界第一。為了應對爆炸性增長的數據，有必要建立更多的數據中心。

　　但在綠色經濟的大環境下，政府和企業業更加關注綠色節能指標。新建的數據中心不僅要滿足高性能，還要有高能效比。作為反面教材，目前TOP500排名第一的日本富岳高性能計算，雖然總性能領先，但因其成本高、能耗高而受到批評。

　　基于商業領域的聯想會更加注重能效比。因此，聯想開發了專門的海神液體冷卻系統，使用18~50℃的去離子水作為制冷劑，通過冷板液體冷卻(服務器產生的熱量傳導到冷板，然后由液體帶走)冷卻服務器。熱循環后的溫水接近60℃，室內供暖也可以回收熱量。結合一系列措施，海神液體冷卻系統可以提供幾倍于傳統風冷的散熱效率，從而提高單機柜的功率上限。

　　當然，高性能計算的性能再高，能效再好，也必須運用到實際項目中才能發揮價值。無軟件輔助，空算力也不能轉化為現實價值。曾有報道稱，天河1號由于缺乏軟件配合而長期閑置。

　　當高性能計算運算速度向每秒100億次邁進時，數據中心在地球表面的每個角落展開時，我們有理由相信未來的人可以將目光投向更深的太空，享受更準確的天氣預報、更高水平的醫療服務和更靈活的動畫電影。

　　高性能超計算系統或數據中心都需要高數據流通。這對網絡設備的要求是非常高的。

　　就網絡設備而言，奧卡斯科技擁有一條線延續(從網線到光纜到數據中心)，在國內建立了一條龍的營銷和售后服務運營體系。奧卡斯通過了ISO9001(2008)質量管理體系認證。開發了6種以上系統的UTPCat.6A屏蔽布線系統，滿足大數據中心的需求，同時通過了多個檢驗機構的質量檢驗認證，在美國、歐洲、馬來西亞、瑞士、德國、中東、南非等國家設立了自主品牌的聯絡處和銷售處，在30多個國家和地區提供了OEM服務，提供了全球化的產品服務。

　　奧卡斯科技是集銅纜接線、光纜接線、智能電子接線架解決方案、數據中心MTP/MPO高密度解決方案、數據中心冷通道解決方案、數據中心八種銅纜解決方案、安全電纜和智能管理接線系統平臺等產品自主開發、設計、生產、銷售于一體的高新技術企業。公司以追求用戶需求為導向，為客戶提供奧卡斯特有魅力的產品。奧卡斯布線四色方便!