【青岛经略海洋⑤】“深蓝大脑”，2020年启动百亿亿次超算

涵盖全球与区域海洋和气候预测、海洋药物智能筛选、海底战略性能源智能勘探、海洋生态系统演变预测、海洋大数据智能分析等众多领域

“深蓝大脑”，2020年启动百亿亿次超算 

——来自青岛经略海洋一线的报道（5）

“我们将尽快启动E级超算整机系统建设，距离2020年的建设目标只有两年多的时间了。”提到“E级超算”，海洋试点国家实验室主任、中科院院士吴立新非常振奋，“被全世界公认为超级计算机界的下一顶皇冠的E级超算，已成为各国竞相争夺的热点和重点。希望能够通过在海洋领域的应用，进一步推动我们国家在超算领域的发展。” 

海洋科研的发展离不开超级计算机。全球历代最快超算都率先用于以海洋为核心的地球科学。在青岛蓝谷，青岛海洋科学与技术试点国家实验室（以下简称海洋试点国家实验室），拥有目前全球海洋科研领域运算速度最快的P级超级计算机，每秒运算速度最快可达2.6千万亿次，构建了目前全球速度最快的千公里级超远距离、百G毫米级超低延时超算互联网。借助超算平台的强大计算能力，海洋试点国家实验室正不断提高我国关键核心技术创新能力，实现一些关键核心技术从跟跑到并跑、领跑。

每秒2.6千万亿次运转——

三维结构数据库服务海洋药物筛选

记者在位于鳌山湾畔的海洋试点国家实验室超算平台大厅内看到，科研人员正在控制台前处理数据，这里每天都有海量的超算互联网汇集数据应用到海洋领域各项科研工作中。一块有“深蓝大脑”字样的巨大屏幕格外醒目，P级超级计算机正以2.6千万亿次每秒的速度一刻不停地运转着。屏幕上超算互联网、中心网络情况等各项数据正飞速更新。

7月在这里举行的2018年全球海洋院所领导人会议上，海洋天然产物三维结构数据库正式启用，3万余个海洋天然产物的准确三维结构等重要数据向全球开放共享。就在日前，依托这个数据库，海洋试点国家实验室的专家们针对非洲猪瘟的病原体特征，通过超算进行虚拟筛选，迅速从陆生和海洋天然产物数据库中，锁定了16种陆生天然产物和59种海洋天然产物，用于研发控制疫情。

“这也进一步证实，利用超算建立的智能超算海洋创新药物筛选技术体系，在应对突发性传染疾病时具有重要作用，而海洋天然产物，也为应对突发性传染疾病提供了无限可能。”超算平台专家说。

关键核心技术是国之重器。自2016年12月投入应用至今，超算平台以满足海洋试点国家实验室对智能超算及系统仿真的集群式重大需求为目标，立足千万亿次（P级）计算能力，面向百亿亿次（E级）国产化超算大科学装置，构建国际一流的超高分辨率全球海洋系统模拟器，在海洋试点国家实验室面向全球发起的透明海洋、深海极地、蓝色生命等大科学计划中发挥着不可或缺的重要作用——正在研发的全球海洋气候预报系统分辨率将达到10公里级，以更加准确地评估全球变暖幅度及对人类生存环境的影响；首次完成了170个抗肿瘤药物靶点与35000个海洋化合物的全部精细对接，准确率由国际上20%跃升到70%；启用海洋天然产物三维结构数据库，共享3万余个海洋天然产物的准确三维结构等药物智能筛选重要数据信息。

“海洋天然产物三维结构数据库是‘蓝色药库’的基础，有了三维结构数据库，才能对药物进行一系列深化研究。这个数据库的建立在很多药物研究过程中起基础性作用。”海洋试点国家实验室学术委员会主任、中国工程院院士管华诗告诉记者，运用超算，他们正在构建颠覆性的海洋药物研发体系，两年完成了过去二十年的海洋药物苗头分子发掘，极大地提升了海洋药物开发的速度与效率。

与济南无锡互联——

构建超算大科学装置群服务海洋战略

因为超算,海洋正变得越来越透明。在海洋试点国家实验室高性能科学计算与系统仿真平台主任魏志强看来，超算平台已成为海洋人工智能和大数据公共支撑平台。同时，构建的全球速度最快的千公里级超远距离百G超算互联网，能汇集有效计算资源达130P。

“我们把海洋试点国家实验室超算中心、国家超算济南中心、国家超算无锡中心三个大中心的超算大科学人工智能和大数据公共支撑平台装置统一互联起来，成为一套超算大科学装置群。建装置群的目的就是为了服务于全球海洋系统模拟器的建设，‘三驾马车’共助海洋。”魏志强告诉记者，全球海洋人工智能与大数据系统——深蓝大脑正在研发构建当中，将涵盖全球与区域海洋和气候预测、海洋药物智能筛选、海底战略性能源智能勘探、海洋生态系统演变预测、海洋大数据智能分析等众多领域，实现更精细、更准确、更高效地为我国海洋科研创新服务。同时，依托中国电信和中国教育科研网提供的百G高速专网，海洋试点国家实验室构建了全球首个超算互联网体系，把海洋试点国家实验室超算中心、国家超算济南中心和国家超算无锡中心统一互联形成了超算大科学装置群，神威太湖之光、神威蓝光、浪潮千万亿次超级计算机将共同服务于海洋试点国家实验室和国家海洋战略。超算互联网汇集有效计算资源达130P，计算能力目前是国际海洋领域最快，全球屈居第二。

魏志强表示，超算平台在海洋天然产物三维结构数据库的构建中发挥了巨大的作用，实现了多方面的交叉应用。“传统方式下的一款新药的研发周期大概要10到15年，成本要10亿美元到15亿美元，通过超算则可以大大降低成本、缩短周期。”

瞄准国际一流——

E级超算大科学装置规划建设中

P级超算平台，在海洋环境预报和海洋药物筛选等诸多领域发挥了重要作用。借助“超级计算机”的超强计算能力，海洋试点国家实验室在其他研究领域也不断取得新突破。

面向东亚大陆与“两洋一海”战略要地，首次完成三公里高分辨率一体化预报系统，实现对未来十五天强台风等气象灾害进行高精度解析和预测；正在研究的亚公里级系统，将实现西太强涡旋、南海超强内波以及陆地强雾霾等重要过程的精确预报，让服务海上丝路更加精细；模拟推演西太平洋沉积过程及古地球演变环境，用以经略海底稀土、可燃冰等油气矿产资源；自主研发的海洋油气地震勘探数据处理系统，优于国外并成功应用于南海油气勘探中；正在构建超大规模油气资源智能勘探系统；模拟陆域淡水、泥沙、陆源污染物对海洋生态环境的持续影响，持续认知浒苔、赤潮等重大生态灾害的发生、发展及演变规律，为重大决策提供科学依据；依托全球气候变化预测国际合作计划，将地球系统解析精度从百公里提高到十公里级，以更加准确地评估全球变暖幅度及对人类生存环境的影响，将提升到更具挑战性的公里级与亚公里级，共同服务人类命运共同体。

“以超算平台、超算互联网体系为代表的重大装备类平台是开展全球气候研究、能源矿产勘探、生物医药研发、战场环境保障、人工智能支撑等必不可少的大科学装置，是科研工作亟需且对未来取得颠覆性创新成果至关重要的平台，是建设世界科技强国的国之重器。”吴立新说，中美超算竞争的窗口期恰在2020年，我国应尽快确定超算建设方案及建设单位。海洋试点国家实验室正在研发全球海洋人工智能与大数据系统，用以打造国际一流超高精度海洋系统模拟器。同时，面向百亿亿次（E级）国产化超算大科学装置正规划建设中。

借助超算平台的强大计算能力，海洋试点国家实验室正不断在海洋科研与创新领域发出“中国声音”,引领海洋创新走向深蓝。（青岛日报/青岛观/青报网记者 郑文斌）