並行計算有望迎來黃金時代

當前，“新基建”成爲推動經濟發展、促進產業升級、科技進步的重要角色，也對我國先進計算軟件和應用生態帶來諸多機遇和挑戰。數據顯示，2019年，我國軟件業務收入突破7萬億元，同比增長15.4％，較同期電子信息製造業營業收入增速高10.9個百分點。在此次推動的“新基建”中，軟件也將發揮其無處不在的“靈魂”作用。

“未來幾十年將進入並行計算黃金時代，並行計算軟件和算法的開發將從技術驅動轉向應用驅動，需要計算與應用等不同領域的專家共同合作開發。”中國工程院院士李國傑日前表示。

所謂並行計算，是相對於串行計算來說的。它是一種一次可執行多個指令的算法，目的是提高計算速度，及通過擴大問題求解規模，解決大型而複雜的計算問題。軟件工程師的說法是，如果計算1+1、1+2，普通計算需要算2次，而並行計算則可以兩個同時算。

在李國傑看來，我國選擇的並行計算發展道路，是從先研發高性能、大規模的並行計算設備入手，在推出成熟的產品後，再尋找相適應的應用。這種選擇的優勢，是可以在短期內推出高性能的超級計算機，並持續優化，我國在全球超級計算機TOP500排行榜中成績突出就是例證。

但機遇與挑戰並存，如中科曙光總裁歷軍所言，我國在計算硬件設施領域位居世界前列，但在計算軟件生態、軟件應用能力及人才培養方面，與先進國家存在不小差距。據瞭解，目前我國並行計算研究領域的人才需求出現了明顯缺口，作爲一個計算工具，並行計算只有在更廣泛的學科得到應用，才能真正體現出價值。

“計算機體系結構的改進必須和並行算法、並行軟件同步進行，而且越是高層的改進得到的效率提高就越大。”李國傑提醒業界要注意3個問題。

首先，並行算法和並行軟件設計中，必須同時考慮降低功耗和提高性能，能耗增加倍數超過性能提高倍速的並行算法和軟件沒有推廣前途。

其次，不管是芯片還是並行算法和軟件設計，不能只滿足於對小應用的性能提高，應當考慮覆蓋整個應用的範圍，提高並行計算的通用性。

最後，要注意應用拉動研究，促成計算機科學工作者和應用領域專家一起開發關鍵的並行應用程序，其他領域的學者運用普遍流行的算法和軟件可以解決一些局部性的問題，但要獲得算法上的根本性突破，需要與真正懂算法的計算機科學家深度合作。（記者 劉 豔）