超级计算机的超级潜力
一直站在超级计算机的前沿, 以及它在过去30年里的惊人增长, 马克·帕森斯教授认为，世界杯滚球平台正处于开发其惊人潜力的风口浪尖.
面试前五分钟, 高性能计算教授, 马克·帕森斯发邮件道歉说他要迟到了. 很抱歉,世界杯滚球平台开始通话时(只比约定时间晚了四分钟)，他说道。, “世界杯滚球平台这里正下着倾盆大雨, 我得去看看温室.”
天气. 一个非常普通的话题来开始一个世界杯滚球平台超级计算机非凡能力的采访. 但是，很快就发现，它与谈话非常相关. “人们常常惊讶地发现，尽管世界杯滚球平台的技术进步如此之多, 世界杯滚球平台仍然不能准确地预测云, 雨及雷暴,当世界杯滚球平台开始谈论现代超级计算机的能力和局限性时，帕森斯教授解释道.
环保中心主任, 世界杯滚球平台的超级计算中心, 自2016年以来, 帕森斯教授自1994年以初级程序员的身份加入该中心以来，目睹了高性能计算的力量呈指数级增长.
“当我加入中心的时候, 它正在安装第一台国家超级计算机, 克雷T3D,他回忆道. “当时，它有256个处理器，是世界杯滚球平台见过的最强大的东西. 目前世界杯滚球平台主办的全国高性能计算机服务, 叫做ARCHER 2, 有750个,000个处理器, 每一个都比所有克雷T3D的总和更强大.”
火车、飞机和汽车
帕森斯教授表示，超级计算机对世界杯滚球平台的日常生活产生了越来越大的影响, 世界杯滚球平台很多人都不知道.
“每辆现代火车, 世界杯滚球平台乘坐的飞机或汽车都要归功于超级计算机,他说。. “飞机被认证飞行是因为超级计算机对它们进行了雷击模拟, 多亏了30年的高性能计算技术, 他们的发动机现在效率提高了30%. 在过去的十年里，世界杯滚球平台开始在电脑上模拟车祸, 而不是撞坏真正的汽车, 并且在发生事故时大大提高了安全性.”
帕森斯教授自己从物理学本科生到超级计算机先驱的旅程远非直线的.
从邓迪大学毕业后, 我申请了世界杯滚球平台的计算机科学博士学位, 但被建议先攻读信息技术硕士学位,他回忆道. “完成之后, 而不是直接进入计算机领域, 欧洲核子研究中心给了我一个粒子物理学的博士学位, 欧洲核研究组织.在瑞士的大型正电子对撞机上研究了夸克和胶子之间的差异四年之后, 事实证明，爱丁堡的召唤难以抗拒.
“欧洲核子研究中心是我一生中最鼓舞人心的时期之一，”帕森斯教授说. “见到这些来自世界各地的聪明人真是太棒了. 但我觉得我更擅长计算机而不是物理，我知道爱丁堡, 凭借其在并行计算领域的先驱声誉, 只有在这个领域才能开始世界杯滚球平台职业生涯吗.”
处理能力先驱
诞生于计算机先驱大卫·华莱士教授的思想, 斯图尔特·波利教授和肯·鲍勒教授, 爱丁堡并行计算中心, 正如今天的EPCC当时所知, 站在超级计算革命的前沿. 在早期的计算机时代, 希望制造超级计算机的科学家将围绕最强大的中央处理器建造一台超级计算机. 然而, 因为单个处理器一次只能解决一个计算问题, 他们的潜力有限.
“真正的转变发生在上世纪七八十年代, 当时爱丁堡和其他地方的科学家开始将多个处理器连接在一起，并让它们并行解决一个更大问题的一小部分,帕森斯回忆道。. “这就是并行计算的诞生——以及此后的一切.”
在帮助英国气象局并行化其天气模型的早期项目之后, 一系列事件合谋将帕森斯教授的职业生涯推向了一个意想不到的方向.
他说:“1994年底，几乎所有的高级管理人员都离开了，去分拆一家公司。. 第二年, 尽管拥有英国第一个全国性的高性能计算机服务, 克雷T3D, 世界杯滚球平台遇到了困难. 我和世界杯滚球平台同事们知道，世界杯滚球平台必须采取一些大胆的措施，以确保该中心不会破产, 不只是为了世界杯滚球平台, 而是为了英国超级计算和科学的未来.
“So, 我帮忙写了一份出价，赚了一百万英镑，让世界杯滚球平台暂缓执行, 最终使我在1997年成为EPCC的商务经理. 但世界杯滚球平台还是得适应才能生存.”
该中心的转变是以一个新的缩写名称的形式出现的, EPCC, 以及与工业界合作的全新方式, 学术合作伙伴和政府. 它工作.
In 2002, 英国政府通过选择该中心运营HPCx服务及其后续服务，表明了对EPCC的信心, 叫赫克托耳, in 2007.
承载连续几代的国家高性能计算服务, 从2014年开始，ARCHER2从2020年开始, 巩固了EPCC作为英国领先的超级计算和数据科学中心的声誉，并帮助英国成为计算科学的世界强国.
节省时间、金钱和生命的能力
帕森斯教授承认，尽管超级计算机有巨大的潜力, 鼓励企业使用它并不总是那么容易.
“与工业界接触让我认识到，公司面临的许多问题与世界杯滚球平台在科学界试图解决的问题是相同的,他说. “然而, 超级计算可能是一项巨大的技能, 知识, 对大多数组织来说，这是一个财务障碍, 这意味着他们很少将其视为寻求解决方案的第一站.”
不过, 帕森斯认为这些挑战是值得跨越的障碍:“使用超级计算机可以带来巨大的效率和长期的成本节约. 第一次有公司生产水泵的模型, 例如, 它很慢, 昂贵而且需要他们没有的专业知识. 但从那以后, 他们可以测试, 更快、更精确地适应和复制这种模式，以加快产品的开发并提高其质量.”
自2013年以来, EPCC通过欧盟委员会资助的Fortissimo和Fortissimo 2项目，帮助欧洲160多家中小企业克服了这些障碍，首次利用了超级计算机的力量.
他评论道:“企业一般只在一开始需要大量支持。. “一旦他们获得了技能和知识, 他们可以充分利用高性能计算来推动流程中的创新, 产品及服务.”
帕森斯教授认为，医疗保健可能是超级计算最有可能触及世界杯滚球平台所有人生活的领域之一. 自2015年以来, EPCC主办了苏格兰国家匿名医疗安全港, 教育和其他人口统计记录.
“安全港帮助实现了大学亚瑟研究所的愿景，即利用大数据为苏格兰和世界各地的政府政策提供信息，改变社会健康状况,帕森斯教授解释道. “虽然其他地方, 世界杯滚球平台已经看到谷歌的Alphafold等项目如何利用高性能计算解决了困扰科学家几十年的问题——如何找出哪些分子可以弯曲并结合在一起——这直接促进了冠状病毒疫苗的开发. 这种解决问题的能力将改变医疗保健.”
每秒十亿亿次计算
计算能力的惊人指数增长使得理解这种转变的规模和速度变得具有挑战性.
“现在, ARCHER2工作在千万亿级, 每秒进行2000万亿个计算，世界杯滚球平台称之为千万亿次浮点运算,帕森斯教授解释道。. “下一代超级计算机在百亿亿次上工作, 这意味着它们每秒进行十亿亿次计算，也就是exaFLOP. 如果全世界70亿人都能在一秒钟内完成一笔总和, 一天12小时, 要完成一台百亿亿次计算机每秒的计算量，需要9年的时间. 我觉得这很神奇.”
创新的无限可能性意味着帕森斯教授对高性能计算的热情和对EPCC的奉献精神今天仍然像30年前他职业生涯开始时一样强大.
“每天都不一样. 前一分钟我还在谈论医疗保健领域的大数据或分析飞机引擎模拟, 然后和一个电工谈论布线,他说. “自从在欧洲核子研究中心工作以来，在国际环境下工作一直让我感到兴奋, 这是我日常工作中另一个令人满意的部分吗, 因为我经常与世界各地的高性能计算中心主任进行交流.”
保持英国在创新前沿的地位
这些全球联系为帕森斯教授在国际创新方面提供了绝佳的优势, 他正在为英国政府就投资英国首个国家级百亿亿次超级计算机服务的决定提供建议.
“美国和中国已经拥有了百亿亿次计算机, 德国正在迅速发展自己的能力, 在几年内, 所有主要经济体都将有一个,帕森斯教授解释道.
然而, 他承认，这种性能上的变化确实伴随着投资上的变化:“建造和安装一台百亿亿级计算机将耗资约5亿英镑, 但它对于保持英国作为科学超级大国的竞争优势至关重要, 尤其是在英国脱欧之后. 世界杯滚球平台要走在创新的前列.”
帕森斯教授认为，只有一个地方有能力托管英国首台百亿亿级计算机:“EPCC是英国唯一具备必要技能的地方, 知识和托管环境.”
此外, 苏格兰的绿色证书将有助于降低百亿亿次计算的高环境成本:“这台下一代超级计算机将需要大约25兆瓦的电力, 但几乎100%的能源都来自可再生能源, 还有再利用电脑产生的热量的机会, 苏格兰是这样做的最佳地点.”
