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中国超级计算机创新不足 美称其不足以构成威胁

http://www.kexue.com 2012-11-02 11:48:29 网易探索  发表评论

  在欣欣向荣的中国南部城市深圳诞生的这台超级计算机被命名为“星云”(Nebulae),星云是产生恒星的气体云。这台机器代表着中国在技术上挑战美国和其他发达国家的雄心壮志,但同时也凸显出中国成就的局限。

  过去两年,中国在开发超级计算机方面所取得的出人意料的进展引起了美国的焦虑。超级计算机是现代科学的大脑,也是经济发展的引擎,而美国一直是这一领域无可争议的领跑者。中国在计算方面取得的进步对于中国建造宇宙飞船和先进战斗机的能力,以及中国在遗传学上的日益增长的实力至关重要。根据俄亥俄州哥伦布市的巴特尔纪念研究所(Battelle Memorial Institute)的数据,中国在2010年超过日本,成为研发投资第二多的国家。尽管中国在研发方面的支出仍远远落后于美国,但已经取得了长足的进展。

  但是仔细观察就会发现,中国的超级计算机项目并没有像许多人认为的那样,对美国在技术上的领先地位造成威胁。中国的研究人员说,如何使用超级计算机通常由当地政府官员决定,而与突破性技术相比,当地政府官员对当地发展项目更有兴趣。

  中国的官员同时也没有弄清楚如何实施与美国或欧洲的标准接近的项目。中国的科学家缺乏资金和自由,难以研究没有政府支持的技术,这样他们就可能落后于技术前沿。

  结果就是,中国的超级计算机工程没有产生能够创造新产业的技术突破。相反,政府部署这些工程的目的仅仅是是帮助国家追上欧美,无论是在医疗保健领域、汽车设计还是航空领域。这对于经济发展至关重要,但是也提醒人们,中国仍然是发展中国家,其主要目标仍然是缩小同更富裕国家在经济和技术上的差距。

  从事中国高级电脑项目开发工作长达数十年的北京航空航天大学研究员钱德沛说,我们的战略从来不是引领,而是跟随。因为这是经济效率最高的发展方式。

  俄勒冈大学(University of Oregon)中国科学政策专家萨特梅尔(Richard Suttmeier)说,中国还没有弄清楚开拓新技术的正确方法,部分原因是研究人员的待遇取决于他们发表学术论文的数量,而不是他们工作的质量和创新。

  在中国,超级计算机在很大程度上被看作是各地用来发展地方经济的工具。中国各地的市政府在制定超级计算机研发议程方面所发挥的作用远远超过美国市政府,因为这类项目的资金大多来自财政拨款。

  深圳一家为“星云”研发应用程序的研究所的副所长冯圣中说,深圳并不关心气候变化和天体物理学(这些都是超级计算机的传统研究项目),他们关心的是当地的问题。造价13亿美元的国家超级计算深圳中心有四分之三的投资来自深圳市政府。

  冯圣中目前正在制定一个利用“星云”改善华南地区医疗服务的计划。改善医疗服务是一个有着重要社会意义的目标,但并非要利用运算速度居世界第四的超级计算机才能实现。

  世界500台最快的超级计算机(每秒可进行数万亿次运算)中,74台为中国所有,而2007年中国只有10台。中国在这方面取得的飞速进展在一定程度上要归功于计算机设计方式的改变。

  上世纪80年代,位于美国明尼阿波利斯的克雷研究公司(Cray Research)是全球超级计算机技术的领导者,当时这种计算机由几个功能非常强大的处理器驱动,而这些处理器在设计上有相当的难度。而且当时有很严格的出口管控。从90年代开始,超级计算机研发人员开始把数以万计的现成的微处理器连在一起,来执行单项任务。中国可以从英特尔公司(Intel Corp.)、高级微设备公司(Advanced Micro Devices Inc.)和其它公司购买这些计算机芯片,制造自己的计算机。

  分析人士说,中国科学家曾在欧美顶级计算机中心接受培训,这令他们受益匪浅,此外他们还可获得来自海外的计算机芯片和其它零部件以及中国政府持续不断的资金保证和支持。研发超级计算机的努力不仅没有遭遇有关中国人盗窃外国技术的指控,反而有中国科学家说,美国对部分高科技产品实施出口限制让他们加倍努力进行自主研发。

  尽管如此,中国在很大程度上仍然依靠美国生产的微处理器(即计算机的大脑),因此落后于领先水平。中国曾开发出一台使用国产微处理器的计算机,但这台计算机不运行商业软件。另外一个正在开发中的微处理器“龙芯”(Loongson)将使用现有软件,并可能最终成为英特尔等的竞争对手。

  中国的一些超级计算机一直被用来设计中国隐形战斗机机翼(目前正处于测试阶段)以及中国首架商用飞机的部件。在这两个领域,中国都远远落后于美国。

  在深圳,预计“星云”将用于改进暴风雨预警系统,并帮助医疗公司寻找致病原因。不过,它也将被用于更简单的任务,比如处理视频动画。目前“星云”仍处于测试阶段。

  总部位于马萨诸塞州弗拉明哈姆(Framingham)的市场研究公司国际数据公司(IDC)超级计算机分析师康威(Steve Conway)说,在美国,各市和各州都向当地超级计算机中心提供资金,但通常在设定超级计算机任务上没有什么话语权。美国的超级计算机中心几乎总是专注于先进科学研究,比如为个人量身设计的药物。

  尖端技术的研究风险很高,但可以带来巨大回报,使中国等竞争对手望尘莫及。俄勒冈大学的萨特梅尔说,美国的警惕性并非总是有根据的,重要的一点是不断制定战略,以便使美国在竞争中遥遥领先。

中国最大的劣势之一是软件开发,这个问题可能会带来破坏性的影响,因为超级计算机的有用与否取决于应用软件的质量。中国的研究员说,只有不到10%的超级计算机经费被用于开发应用软件。研究员抱怨说,政界领导人敦促他们建造能够引发媒体轰动的新型超级计算机,而不是专注于超级计算机是否发挥了全部功能。

  美国在超级计算机上的投入约为中国的六倍。在美国,软件开发预算为硬件预算的约30%。计算机专家们说,就算是这个水平也不够。

  中国科学家说,在中国,争夺软件开发资金的大战非常激烈,在长期软件项目上,研究员很少以团队的形式进行。

  为形像地说明外界对中国超级计算机工作的偏颇看法,资深超级计算机研究员钱德沛把手掌放到屁股的位置。他说,一般来讲,我们处于这个水平,但所有人都认为我们要更高。他一边将手掌抬到肩膀的高度。

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