超级计算机构建模型

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德国莱布尼茨超算中心是欧洲最大的高性能计算中心之一，也是德国首家提供量子计算服务的超算中心。由于中心地位重要，安防措施极为严格，参观者须提前预约，提供个人信息并接受安全审查。日前，记者应邀随团来到位于慕尼黑郊区的该中心探访。中心负责人、副主任赫尔姆特·莱泽尔教授热情地接待了我们。莱泽尔教授是一位德高望重的科学家，长期在该中心工作。他带我们参观了中心的主要机房。
进入中心后，参观者须全程跟随引领并遵循严格限定的参观路线和区域，且禁止拍照。记者注意到，中心内电子监控头并不多。参观团进入机房前，值守人员在墙上平面图的板子上放置标有人数的磁力块，以标明进入该区域的人数。陪同人员解释说，如果发生火灾会掐断电源，所以电子设备可能会失效，但消防人员可以从最传统的方法中得知各区域还有多少人。
莱泽尔教授说，莱布尼茨超算中心成立于1962年，是德国高斯超级计算中心成员。高斯超级计算中心由德国三家超级计算中心联合组成，分别是于利希超级计算中心、莱布尼茨计算中心和斯图加特高性能计算中心，三家各有特点，均为德国顶级的超算服务提供商。
参观过程中，记者看到机房里许多设备上都带着联想的标识。据莱泽尔教授介绍，莱布尼茨超算中心采用了联想集团联合英特尔公司开发的新一代超算系统SuperMUC-NG。该系统为中心提供了更强大的计算能力，使中心能够为用户提供横跨天体物理、流体力学、生命科学等各种复杂领域的科学研究支持。自SuperMUC-NG系统上线以来，科学家们不仅将超级计算机用于传统的模拟和模型构建，还用于行星观测、卫星气候数据、医学图像和健康数据以及人口统计数据中的自动化图像和模式识别。莱泽尔教授说，SuperMUC-NG系统不仅功能强大，而且减小了所需占用的空间，并节省超过45%的能耗。SuperMUC-NG系统在项目中的成功使用，进一步增加了对强大的数据分析、机器学习和快速存储的需求。2021年，SuperMUC-NG系统在升级时又采用联想和英特尔研发的更新方案，计算节点性能提高了4倍，成为世界上最快、最节能的计算机之一，并结合人工智能解决方案来实现先进的模拟、建模和数据分析，以满足宇宙学等复杂项目中不断增长的计算能力需求，吸引了欧洲各地顶尖学者进行开拓性研究。“我们的系统能支持需要非常强大计算能力的科学研究，比如它能通过模拟让我们知道星星是如何出现的。”莱泽尔教授说，该中心日前运行了一次大规模的模拟，用整个SuperMUC-NG系统的超级运算能力模拟星际湍流，并且通过模拟获得了开创性的纪录。
超级计算中心拥有一般计算机无法比拟的超强计算力，但超强计算力也使耗能倍增，成为中心必须解决的绿色发展问题。莱泽尔教授说，莱布尼茨超算中心新采用了联想开发的Neptune直接水冷技术，可以去除计算系统中约90%的热量，相较于传统的风冷技术节能35%。节省下来的能源可以为4700个德国家庭供电一年。同时，系统运行的余热还能在冬季为办公室保暖，让能源效率得到了进一步提高。莱泽尔教授指着机房内仍采用风冷、噪声较大的一排排机箱说，这些设备很快将全部更换新的冷却系统，会非常安静。
在超算中心的楼顶上，记者看到大量的、不同年代建造的冷却设备。莱泽尔教授说，从前的服务器很大，自然消耗的能量也很大，产生的热量很多。现在的设备比从前小很多，但是由于速度、功率更强劲，因此散热仍然是不得不面对的问题。机器设备散发出来的热量，几乎还要用掉同样多的能源去降温。现在新技术能让该中心将机器产生的热量收集起来，变废为宝，利用这些热量发电再去冷却服务器。这样不仅节约了成本，而且也保护了环境，为减排作贡献。