作为消费者,我们可以使用各种各样的软件和各种各样的设备来使用它。(“有这样的应用!”)消费者需求和应用开发之间的良性循环确保了软件生态系统的丰富和响应性。在另一个极端,世界上最强大的高性能计算系统,经验丰富的计算科学家团队创建研究应用程序,针对我们最复杂和紧迫的问题——能源、环境和气候变化,用于建筑和飞机设计的计算流体和结构动力学,以及照亮个性化医疗未来的生物模型。
啊,但是在无处不在的消费软件和超高性能计算的空灵领域之间,存在着一个被排除在外的中间地带,即日常计算科学问题的世界。这个“无人区”既缺乏现成的适用于解决众多领域(先进制造、材料分析和生物医学评估)问题的应用软件,也缺乏可能开发定制软件解决方案的计算科学专家。其结果是,各种规模的公司——大、中、小——对计算科学的理解有限。
美国竞争力委员会发起了一个高性能计算(HPC)计划,其目标是“……促进HPC在私营部门的更广泛使用,以推动生产力、创新和竞争力。”该计划进行了几次调查和商业圆桌会议,以了解什么会加速企业采用高性能计算和计算科学。这些研究的主要见解是:a)使用当前的HPC系统的困难,b)缺乏开发计算模型的必要技能的个人。
我最近参加了一个关于先进制造的研讨会,由总统科学技术顾问委员会(PCAST),计算科学的使用也是一个主题。大型跨国公司的首席技术官(cto)也表达了同样的看法。也就是说,他们愿意利用高性能计算来获得商业优势,但它太难使用了,也很难找到所需的人才。
在其他情况下,商业领袖和学术研究人员一再告诉我,他们想要“交钥匙”的HPC解决方案,既要有桌面工具的简单性,又要有大规模并行计算的能力。这样的桌面工具将允许非专业人士快速轻松地创建复杂的模型,并行评估这些模型,并将结果与实验和观测数据联系起来。
与超高性能计算不同,这是关于最大化人类生产力,而不是获得可能的HPC平台性能的最大部分。大多数情况下,用户会用硬件性能来换取简单和方便。这是一个机会,也是一个挑战,一个创造具有高表达能力的领域特定工具的机会,一个将这些工具的输出转化为高效、并行计算的挑战。
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