机遇与挑战并存 并行计算有望迎来黄金时代

当前，“新基建”成为推动经济发展、促进产业升级、科技进步的重要角色，也对我国先进计算软件和应用生态带来诸多机遇和挑战。数据显示，2019年，我国软件业务收入突破7万亿元，同比增长15.4%，较同期电子信息制造业营业收入增速高10.9个百分点。在此次推动的“新基建”中，软件也将发挥其无处不在的“灵魂”作用。

“未来几十年将进入并行计算黄金时代，并行计算软件和算法的开发将从技术驱动转向应用驱动，需要计算与应用等不同领域的专家共同合作开发。”中国工程院院士李国杰日前表示。

所谓并行计算，是相对于串行计算来说的。它是一种一次可执行多个指令的算法，目的是提高计算速度，及通过扩大问题求解规模，解决大型而复杂的计算问题。软件工程师的说法是，如果计算1+1、1+2，普通计算需要算2次，而并行计算则可以两个同时算。

在李国杰看来，我国选择的并行计算发展道路，是从先研发高性能、大规模的并行计算设备入手，在推出成熟的产品后，再寻找相适应的应用。这种选择的优势，是可以在短期内推出高性能的超级计算机，并持续优化，我国在全球超级计算机TOP500排行榜中成绩突出就是例证。

但机遇与挑战并存，如中科曙光总裁历军所言，我国在计算硬件设施领域位居世界前列，但在计算软件生态、软件应用能力及人才培养方面，与先进国家存在不小差距。据了解，目前我国并行计算研究领域的人才需求出现了明显缺口，作为一个计算工具，并行计算只有在更广泛的学科得到应用，才能真正体现出价值。

“计算机体系结构的改进必须和并行算法、并行软件同步进行，而且越是高层的改进得到的效率提高就越大。”李国杰提醒业界要注意3个问题。

首先，并行算法和并行软件设计中，必须同时考虑降低功耗和提高性能，能耗增加倍数超过性能提高倍速的并行算法和软件没有推广前途。

其次，不管是芯片还是并行算法和软件设计，不能只满足于对小应用的性能提高，应当考虑覆盖整个应用的范围，提高并行计算的通用性。

最后，要注意应用拉动研究，促成计算机科学工作者和应用领域专家一起开发关键的并行应用程序，其他领域的学者运用普遍流行的算法和软件可以解决一些局部性的问题，但要获得算法上的根本性突破，需要与真正懂算法的计算机科学家深度合作。(刘艳)