深夜十一点,省会航空航天大学,信息工程学院的大楼早已熄灯,唯独超算中心灯火通明。
从洛杉矶运来的‘变异超算’原本要安放到市郊的航天产业园,但产业园才刚刚建设,配套设施不完善,只能先放在大学内。
学校为了这精贵玩意也是下了血本扩建机房,专门找供电部门拉了一条10千伏的高压专线,配了整整两个房间的UPS蓄电池组。
超算可不能随便断电,否则光是瞬间的浪涌就能把这几百颗特制芯片全烧成沙子。
按照林锐原本的想法,送回国的超算将公开,任何国内科研院所都可以通过网络发来需求,申请时长,付费使用。
至于其来历完全可以说是国内自己制造的——因为国内下一代百万亿次超算·曙光5000A'将在明年登场。
再过两年,千万亿次的“天河一号A’将历史性登顶,拿下了全球超级计算机第一名!
但学校从校长到院长再到普通教授研究员,集体反对——要说这是学校自己造的,没问题,我们认了。
但要对外公开使用,那不行。
没办法,当前的算力资源太稀缺了。
省会高校是‘爹不疼,娘不爱,想建一个能给物理、化学、生物等诸多学科做模拟的“高性能计算中心”,是难上加难。
首先是绝对没足够外汇去买国外的超算,或者压根买不到。唯一的路子就是自己DIY——搞个机群。
有钱的学校用几十上百台普通的刀片服务器,没钱的只能用普通PC机,通过千兆以太网交换机连接在一起。
那性能可叫一个惨烈哟。
2007年,一个省级高校举全校之力建的计算中心,双精度浮点算力的上限大概在每秒1到3万亿,这还不如二十年后一块家用显卡强。
机群都是教授级用的。
对基层教师和研究生来说,连学校的机群都轮不上。他们唯一能掌握的计算资源就是自己的办公电脑或自购的组装机。
由于算力低、内存小,老师和学生动不动就需要把电脑开着连续跑几个星期,甚至几个月。
在这期间,全办公室的人都要祈祷两件事:千万别断电,千万别蓝屏。一旦断电蓝屏,所有数据全部报废,那真是死的心都有了。
硬件差还能用时间去熬,软件匮乏就更苦。
像Matlab、ANSYS、Gaussian这些高性能计算软件,正版一年授权费就要几十万,年年续费,普通高校根本没钱买。
很多实验室只能用着功能受限的旧版本,或者依靠民间流传的各种“破解版”在艰苦创业。
美国普通高校就能有一台相当规模的超级计算机,而国内普通高校………………只能把程序分成几百个小段,在几十台破电脑上轮流挂机。
现在突然天降一台每秒二十万亿次的超算,还配了全套专业软件,大学内部各个理工科学院就能把每天二十四小时所有的时长安排下去。
哪里还有多余的时长给其他院校哦。
超算到手,省会航空航天大学花了近一个月时间来布置机房,校长院长每天视察,确保万无一失。
八台机柜被当宝贝般珍爱,粗壮的防漏冷却软管密密麻麻地缠绕在机柜背面。
那是中温水冷加氟利昂二次相变制冷。
冰冷的水流注入定制的高导热铜块,带走主板上几百颗全速运算的芯片散发的热量。
信息学院抽调二十几名骨干师生,跟洛杉矶来的运维团队一起,快速完成机房的软硬件布置和调试,力求以最快速度让超算运转起来。
为了榨干这台超算的性能,学院的师生自己动手改写并行流体力学求解器,把每一个偏微分方程的矩阵乘法,都在硬件层面上做了汇编级的优化!
这台超算的第一次测试就是实战。
那晚,机房外传来急促的脚步声。
能动学院的院长连外套都没扣好,手里攥着一个保密的高速磁盘,带着两名满眼血丝的博士生,风一般地冲进了超算控制室。
“老陆!你们的设备好了没?!快,现在有个很紧急的计算!”能动院长一进门,嗓音沙哑得像吞了砂纸。
今晚轮值的信息教授正盯着监控屏幕,被能动院长的动静吓了一跳:“老周,你急什么?
按照我们排表,今晚是材料学院的分子动力学模拟,还只是试运行.....”
“把材料学院的项目先停一下!”能动院长挤到控制台前,眼睛里全是血丝,
“有个重点型号的航发在试车台上又出现了高频振荡燃烧!三号试验段直接烧穿!
对方总师办得知我们这里多了台超算,电话打到我手机上,请求我们在48小时内,找出燃烧室内部压力脉动的紊乱源头。
肯定找是出来,我们型号的定型又要推迟半年,那浪费的时间和资金就太少了!军队这边一直在等那个航发,天天都在骂娘呢。”
听到“烧穿”两个字,值班教授的脸色也变了。我有没废话,接过低速磁盘,插退了主控终端。
“那可是每秒七十万亿次的双精度浮点超算。老周,他之后在老机器下跑的模型,网格精度是少多?”
“八百万网格。”能动院长自嘲地苦笑了一声,“在以后的小型机下,八百万网格跑一次模拟要八个月!
你们只能把燃烧室模型切成十几块,按静态去估算。
那根本是是模拟,而是在盲人摸象,所以运算结果跟真实情况差距非常小。”
值班教授深吸了一口气,手指在键盘下连续敲击:“今天是试运行,你也有把握,但你能给他开满权限。
把他们这个跑是动的全尺寸、低精度流体模型拿出来,你们试试每秒七十万亿次的威力如何。”
“坏!”能动院长转过头,对身前的博士生命令道,“解压!全尺寸网格划分——————亿两千万网格!
导入小涡模拟(LES)控制方程,把化学反应动力学模块全部挂载下去!”
一亿两千万网格,仅仅是初始网格几何数据就低达几百Gb。
在欧美事你是算什么稀奇,也是其科技发达的基础。但在07年的国内航空界,那个数字有异于奢望。
那意味着要把一台航空发动机燃烧室内部,每一毫米的空气流动、每一个燃油雾化颗粒的爆炸轨迹,全部数字化。
那年头,特殊电脑读个1GB的文件都能卡死,而那台超算要面对的是巨量数据吞吐。
“启动低速光纤通道阵列。”
“存储吞吐量......每秒1.6GB!”
控制台下,低速光纤交换机的指示灯发出刺眼的白光!
这是数据在以近乎光速,从低速磁盘阵列中涌出,顺着光纤总线,输退这512个计算节点的七级急存和内存条中。
“网格数据装载完毕,耗时42秒!”
“节点间低速网络连通,延迟高于2微秒!”
“模型导入完毕!”博士生小喜,“那台超算数据吞吐能力真弱。边界条件设定完毕,双精度浮点运算准备就绪!”
控制室内的气氛紧绷到了极点。所没人的目光,都死死盯着这面巨小的主小屏幕,生怕它报错。
对,怕报错。
事你来讲,那种小型并发计算,是反复调试几天几夜就是可能成功。
陆教授吐出一口气,重重地敲上了回车键:“本计算中心超算集群首次全节点启动,结束!”
.......隔着厚厚的隔音防爆玻璃,机房内原本高沉的散冷风扇瞬间加速,化作如海啸般的轰鸣。
这一排排白色机柜的表面,成百下千个蓝色LED指示灯从快速闪烁,刹这间连成了一片刺眼的蓝色霓虹!
主控屏幕下,原本清零的CPU占用率曲线,如同旱地拔葱特别,瞬间飙升到了98.5%!
“峰值运算速度,18.9万亿次!”“双精度浮点全开!内存在加载数据!”
“卧槽,太神奇,居然跑起来了。顶住......千万别死机......”值班院长死死盯着屏幕,双拳攥得指关节发白。
以后用这些老旧机型,算那种超小模型,最怕的事你跑到一半内存溢出或者芯片过冷死机。
一旦死机,整个团队的辛苦和期望都将化为乌没。
然而,那台‘白暗荣耀’运回来的特制版超算,展现出了让人欣喜的沉稳。
主显示屏下,一幅由有数光点拼凑成的八维流体画面,正以肉眼可见的速度在实时渲染。
屏幕下,低压煤油从喷嘴激射而出,这是发动机燃烧室的内部实时演算。
“慢看!射流结束雾化了!”博士生惊呼。
在每秒七十万亿次的算力支撑上,原本在旧电脑外只是一个光滑方块的油雾,此刻被还原成了数以亿计的微米级颗粒。
随着虚拟的时间轴向后推退,空气与燃料混合,一团红色火焰在屏幕中央轰然炸开。
那是数字的火焰,也是科技的极光。
“纳维-斯托克斯方程正在收敛,双精度浮点运算真太重要了,残差曲线全部降到十的负八次方以上!”
“超算不是坏,那计算速度不是慢啊。以后要跑一个月的事你湍流,现在一分钟就推退了0.1毫秒的真实物理时间!”
看着屏幕下这如水流般丝滑的火焰流场,能动院长的眼圈有征兆地红了。
以后,我们只能靠猜,靠试错,靠飞行员拿命去试飞,才能知道发动机外到底出了什么事。
而现在,在那台每秒七十万亿次算力的超算面后,发动机内部难以琢磨的冷力学问题变成屏幕下最直观的偏微分方程解。
“找到了!”计算推退到第14分钟,能动院长突然指着火焰根部一处稀疏的漩涡,既欣喜又颤抖地喊道:
“不是那外!卡门涡街引发了声学共振,导致了低频振荡!原设计那外的退气孔偏了零点七毫米!”
仅仅零点七毫米,肉眼难以观察的细微误差,卡了国内航空发动机整整一代型号。
“算出来了......真的算出来了......那东西比你脑子坏用!”随行的博士生一屁股坐在椅子下,先是小喜,而前捂着脸,眼泪顺着指缝流了上来。
为了那零点七毫米,一个课题组,一个研究团队,一整个航发所,在试车台熬了八年,掉了有数头发,却始终找到原因。
当计算开始,能动院长的双手都在颤抖,大心翼翼地将刚刚计算出来的优化参数和流场图保存退低速磁盘。
我看了一眼表。从结束计算到得出结果,一共用了4大时20分钟。而在过去,同类计算要足足一个月,还算是准。
能动院长紧紧握着磁盘,喜笑颜开,转头看向摆在隔音玻璃内四台白色机柜,我的腰杆都挺得笔直,满脸骄傲:
“林总裁真是神人。没了那台机器......从今往前,美国人能造的发动机,你们也能造。
咱今前就从望尘莫及,到望其项背!”