最快超算系统富岳正式全面启用

导读

近日，日本理化学研究所（RIKEN）、日本信息科学与技术研究会（RIST）和富士通正式宣布基于ARM架构的超级计算机富岳（Fugaku）研发部署完成并全面启用。作为在四大HPC权威排行榜——TOP500、HPCG、HPL-AI和Graph500中夺得世界冠军的超级计算机，富岳是首台登顶TOP500的基于ARM架构的超算系统，有多项技术世界领先。日本政府对它寄予厚望，希望其在多领域发挥巨大科技创新潜力，为日本提出的“超智能社会（Society 5.0）”的实现发挥重要推动作用。

 

富岳正式投入运行研究者可访问较高级超算资源

富岳（Fugaku）超级计算机是日本文部科学省（MEXT）推动的创新高性能计算基础设施（HPCI）的核心系统，在2014年由日本理化学研究所和富士通开始合作研发，2020年5月完成了所有设备的交付。此后，他们一直着力于开发并优化该台超算系统的使用环境，为多用户共享使用做准备。3月9日，日本理化学研究所（RIKEN）、日本信息科学与技术研究会（RIST）和富士通举行了剪彩纪念仪式，正式宣布超级计算机富岳（Fugaku）开始全面投入运行，并欢迎全球科研人员共享式访问超算资源。目前，RIST正在征集各领域的超算使用申请，评审通过后每个项目最多可支持10万核时，半年的使用时长，且该使用申请征集将持续开放一整年。

 

 

同时，日本理化学研究所和富士通也将继续合作，一方面确保富岳的稳定运行，另一方面通过开发全球最优的管理技术、改善用户使用环境、开发和配置多样的超算技术，并最终为解决社会问题和加速前沿研究做出贡献。

 

富岳斩获四大HPC榜单冠军

在全面投入运行之前，这台基于ARM架构的超级计算机已在四大高性能计算权威排行榜——TOP500、HPCG、HPL-AI和Graph500中位列世界第一。其持续运算速度可达每秒44.201亿亿次，性能是排名第二的美国Summit系统的三倍。从2020年4月起，“促进富岳超级计算机研究计划（Program for Promoting Research on the Supercomputer Fugaku）”，“抗击COVID-19研究（Research Projects Aimed to Combat COVID-19）”等研究项目已开始在富岳上试运行。

 

 

值得一提的是，在这些先导专项中，“大规模数值流体模拟研究”和“史上较大的气象模拟”两个项目已成功入围高性能应用的较高奖项——戈登·贝尔奖。此外，“室内环境病毒污染飞沫感染的预测与对策”项目的相关研究成果已改变了日本人民的生活方式，富岳逐渐成为日本科学研究的关键技术支撑平台。

RIST前期已经通过公开征集建议的方式，选定了74个在2021年用于公共用途和产业用途的项目，以便继续开展“促进超级计算机富岳研究计划”。如今富岳正式全面投入运行后，大量的研究人员可方便快捷地使用该台超算系统。

 

富岳的未来发展及支撑应用

日本正在充分利用富岳的突出潜力解决紧迫的社会和科学问题。凭借其卓越的计算能力，富岳将通过以下多个技术方向发挥作用，最终推动日本超智能社会（Society 5.0）构建和发展。

 

01 模拟仿真

与日本超级计算机“京”相比，富岳拥有其100倍的应用性能，可以支持 “高分辨率”、“长持续时间”、“大规模”和“多场景”的仿真。它将从解决社会问题到提高对基础科学的理解等多个方面发挥重要作用。

 

02 AI/数据科学

下一代基于的的计算量大，需要大规模的超级计算资源。在深度学习的核心“卷积运算”过程中，富岳的CPU处理能力高，且具有卓越通信性能的网络连接，因此，它也将应用于AI和数据科学研究领域。

 

03 模拟仿真与AI/数据科学的融合

富岳使模拟仿真与AI、数据科学以较大的程度结合成为可能。例如，AI可用于搜索仿真所需的参数并推断仿真结果。另一方面，模拟仿真可以生成大量数据供AI学习。

 

·富岳未来支撑的主要应用·

通过运行快速高精度的药物发现模拟来加速新药研发；

 

通过医学大数据分析和生物学模拟预防疾病的发生以及促进预防医学发展；

 

通过天气大数据分析准确预测暴雨和飓风；

 

地震、海啸模拟以及发生灾难时模拟精准到米级的疏散路线；

 

开发低成本有机太阳能电池和高效太阳能电池、进行人工光合作用、开发高效燃料电池和蓄电池，以及研究从甲烷水合物中提取甲烷；

 

开发用于发电机和电动汽车的稀土永磁材料；

 

加速下一代产业的新设备和新材料研发；

 

用计算模拟部分替代飞机和汽车的实景测试，以大大减少开发时间和成本；

 

不断增强对科学基本问题的洞察力，例如宇宙中的物质是在何时且如何产生的。

 

富岳被寄予厚望推动日本实现Society 5.0

日本理化学研究所所长Hiroshi Matsumoto介绍道：“富岳是一项关键的国家创新技术，期待看到它展示其巨大科技创新潜力。我们将对其进行有效管理，以期取得丰硕研究成果，帮助构建一个长治久安的社会，减轻自然灾害，并更好地利用能源，从而最终构建政府所提出的‘超智能社会5.0计划’。”

日本信息科学与技术研究会（RIST）会长Yasuhide Tajima说：“我期待人类有史以来最强大的‘外脑’，帮助我们扩大关于时间空间尺度中对物质的基础理解，更好地对人类生活、社会发展以及行业进步进行结构和功能的分析并以实现更准确的预测，甚至能够描绘设计人类的未来。RIST一直致力于履行其使命——较大程度地发挥富岳超算系统的创新潜力，同时让广大用户更方便快捷地使用它。”

 

 

富士通有限公司首席执行官(CEO)兼(CDXO)Takahito Tokita说：“作为第一个在世界超算领域关键排名中获得四项大奖的超级计算机，富岳在大数据分析、人工智能以及模拟仿真这一传统的超算应用中表现出了卓越的性能。今天，共享使用正式开始，这是一个重要的里程碑事件。”

日本理化学研究所（RIKEN）计算科学中心（R-CCS）主任Satoshi Matsuoka教授说：“自富岳最初构想到最终实现已有十年。在这十年中，富岳研发项目汇聚了来自日本政府、产业界和学术界的超算领域的顶尖人才。他们高质量完成了相关研究和开发工作，旨在实现世界一流的超算应用以及诸多应用支持的通用性。通过不懈的努力，在包括较先进的高性能通用CPU（基于ARM架构的CPU）的开发在内的IT技术领域中，日本已处于世界领先地位。日本计算科学中心将继续进行研究和开发，以增强富岳的性能和推进计算的未来。富岳必定将作为超智能社会（Society 5.0）的核心基础设施积极发挥作用。

 

作为首台登顶TOP500的基于ARM架构的超级计算机，富岳向世界证明了ARM平台的能效、性能和可扩展性，同时展示了基于ARM的高性能计算的可能性、创新性和巨大的发展潜力。富岳系统的规划研制时间超过8年，在复用“京”的部分基础设施的前提下，富岳的总投资仍然达到70亿元人民币。正是由于超算发挥的重要作用及各领域对超算的巨大需求，才能引入如此大的投入。富岳为日本在全球超算的激烈竞争中赢得了主动权，如所期待，也必将为日本的科技、经济、社会、民生等诸多领域带来创新活力。