超級計算機和人工智能的區別是什麼？

當最尖端、最前沿的科技成果，如饕餮大餐一般呈現在人類面前，不論種族，不論國籍，我們中最活躍的年輕群體，往往會表現出一副如飢似渴的興奮和衝動。

　　在2月16日開幕的2017年世界大學生超級計算機競賽現場，這種氣氛就到處瀰漫著。

　　這是一個堪稱國際頂尖水平的賽事。從參賽人數來看，來自中國、美國、英國、德國、印度、俄羅斯等15個國家和地區230支高校參賽，是國際同類賽事之最。

　　從比賽平臺來看，主辦方搬出了目前世界上最快的超級計算機神威·太湖之光，至於比賽題目，也有被譽為“超級計算機諾貝爾獎”戈登·貝爾獎提名的模擬賽題。

　　不過在當天的大賽開幕式上，國家863計劃“高性能計算機及應用服務環境”重大項目總體專家組組長、北京航空航天大學教授錢德沛作為受邀嘉賓，卻在致辭中向與會專家和年輕參賽選手潑了一盆冷水——

　　今天的神威·太湖之光，作為世界上最快的超算，是基於我們自己的眾核處理器來實現的，那麼我們的軟件怎麼辦，系統軟件，工具軟件，應用軟件，這些是否也能跟上的步伐？

　　換言之，我們有了超一流的硬件，可是我們的軟件、應用呢？

　　這也道出了大賽舉辦的初衷，正如大賽發起人、中國工程院院士、浪潮集團首席科學家王恩東所說，讓年輕參賽者通過挑戰神威·太湖之光，篩選出更多面向未來的複合型科技精英。以此，也來回答備受專業人士關心的問題：通過超一流的計算機，我們能否做出超一流的應用來？

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　　一場不同於實驗室裡的戰役：

　　對超算不再“盲人摸象”

　　至今，錢德沛還記得20年多前“尷尬”的一幕。那是1996年，他和另外一位專家去參加全球超級計算大會，“會場內外，一箇中國大陸的學者也碰不到”。

　　讓他沒想到的是，一晃過去，在如今的超級計算領域，已經很難找到沒有中國大陸學者身影的學術會議。更讓他自豪的是，中國還發起了已經成為目前國際上規模最大的大學生超級計算機競賽。

　　在他看來，這是一個“有長遠”的舉動，如今不論是自然科學，還是工程技術，都離不開所謂的大數據以及計算能力的提升，“掌握計算的技能，對我們的科學教育來說是一個根本任務”。

　　遺憾的是，在國家超級計算無錫中心主任、清華大學教授楊廣文看來，迄今為止，我國在超級計算領域的課程設置，與行業發展的速度仍有較大的差距。

　　楊廣文還記得，將近5年前，在全球大學生超級計算機競賽（ISC12）之前的國內選拔時，主辦方通知了國內300所學校，最後參加的卻只有27所，絕大多數學校之所以放棄，就在於他們沒有合適的、富有創造力的選手。這也再次拷問國人在超算應用領域創造力的培養。

　　錢德沛告訴記者，我國的超算起步較晚，一直以來都存在著“重技術、輕應用，重硬件、輕軟件”的問題；而相應超算人才的教育，也很難跟上趟兒，新世紀以來更是進入了貧瘠地帶，不少計算機學院甚至把這個課程砍掉，導致學生沒學過，不會用。

　　畢竟，超算涉及多個學科的交叉應用，諸如師資、設備的培養成本都很大，沒有學校願意專門為此調整課程設置。有的專家一針見血提到： 學校花幾百萬上千萬購買的設備，不可能讓一個本科學生輕易去碰，如果弄壞了怎麼辦？這個風險太大了。

　　相應地，超算大賽卻為學生提供了頂級的超算設備，也鼓勵學生的創新與冒險精神。今年參賽選手要進軍的神威·太湖之光，就在楊廣文領銜的國家超級計算無錫中心。

　　在他看來，這是一場不同於實驗室裡的戰役，對很多從事超算工作的科研人員來說，超級計算機到底是什麼模樣，有什麼潛能，仍在不停地摸索。那麼通過比賽，讓學生有一個“從頭到尾”的整體性、而非“盲人摸象”般的認識，至關重要。

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　　如何在世界最快超級計算機上大顯身手？

　　神威·太湖之光究竟有多快？用數字來看，其峰值性能達每秒12.5億億次，也因此成為世界首臺運行速度超10億億次的超級計算機。楊廣文曾表示， 這臺運算最快的超級計算機，性能指標超過第二至第六名五臺超計算機的總和。

　　有一個更為通俗的類比，神威·太湖之光的速度相當於普通家用電腦的200萬倍。

　　為什麼超算會有那麼強大的能力？原因其實很簡單，每臺超級計算機都由大量的計算核心（計算節點）組成，計算處理問題時，這些計算核心團結協作，一起努力工作，這就是所謂的“並行計算”。和人類“人多力量大”、“團結就是力量”的道理無甚區別。

　　相應地，計算機科學家的主要任務，就是將計算數學家給出的算法，寫成能在超級計算機上高效執行的並行程序。

　　這並不簡單。正如中科院軟件所並行軟件與計算科學實驗室姚繼鋒博士所說，寫一本小說、抄寫生字1萬遍、造一輛汽車等等，設想把這件事情交給1個人做、10個人做、100個人做、1萬個人做，將會是什麼情形？——10個人做，就一定是1個人做的效率的10倍嗎，當中有人偷懶不幹活怎麼辦，又或者有人生病了該怎麼辦？

　　計算機科學家面臨的挑戰和這個類似，他們需要指揮、協調眾多計算核心，讓它們齊心協力，不僅要把工作做對，還要做得快、做得好。

　　2016年11月中旬，在美國舉行的全球超級計算大會上，中科院軟件研究所研究員楊超等人獲得2016年度高性能計算應用最高獎——戈登·貝爾獎。這是近30年來，中國超算應用團隊第一次獲得這一被譽為“超級計算機應用領域諾貝爾獎”的獎項。當時，包括楊超等在內的計算機科學家所要做的，就是將算法寫成可以在計算機上執行的程序。

　　如今，在今年的大學生超算競賽上，年輕的參賽選手也將挑戰“戈登·貝爾”獎提名的模擬題目，而所用的工具就是神威·太湖之光。楊廣文說，在預賽階段，參賽者就可遠程登陸神威·太湖之光，主辦方將給每個隊提供超過1000核的太湖之光計算資源。

　　“希望參賽者能夠駕馭這臺最快的超算”。楊廣文說。

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　　當超算遇上人工智能：

　　能否讓機器接近人類的思考能力

　　說到底，超級計算機是一個工具，用來解決各種問題。一旦牽涉到其他領域的問題，也就對超算人才的“複合型背景”提出了要求。

　　楊廣文曾以計算地球科學為例說，這不是一個簡單“編程序”學科，科學家們必須要藉助超級計算機和相應的應用軟件，才能對地球這一巨系統進行巨大模型模擬和海量數據處理分析，從而近乎真實的研究地球的各種變化。

　　如今最受科技界和產業界青睞的，要屬人工智能了。今年年初，機器人AlphaGo在非正式的快棋賽中，連續戰勝圍棋冠軍常昊、周睿羊等多位大師，收穫60勝，再次引爆人們對於人工智能的關注。

　　楊文廣告訴記者，隨著人工智能越來越熱，也越來越離不開大數據分析。目前，人工智能最流行的方法“深度學習”，就是在於建立、模擬人腦進行分析學習的神經網絡，使得機器能從大量歷史數據中學習規律，從而對新的樣本做智能識別或對未來做預測，以達到具有人類一樣的思考能力。

　　不過，要模擬人腦絕非易事，人腦的計算能耗比是超級計算機天河二號的200萬倍，相應地，人類大腦大致有1000億神經元，每個神經元有大約5000個神經突觸。

　　也就是說，要使機器無限接近人類的思考能力意味著要模擬出更多的神經元和神經突觸，模擬人腦對計算的要求極高，這就要求必須在強大的超級計算機平臺上進行。

　　王恩東也告訴記者，隨著超級計算、大數據、雲計算相互融合，以人工智能為代表的智慧計算，將成為未來計算產業裡面最重要的組成部分，這將對計算技術帶來新的挑戰。如今，超算大賽賽題再次設置人工智能，就是希望參賽大學生能夠了解掌握最新的人工智能算法、大數據應用和先進計算架構的相關知識和能力。

　　比如，解決一些現實生活會遇到的智能語音、預測交通路線擁堵問題，如何讓機器的大腦更加精準、更加快速，如何像人腦一樣快速、精準的做出判斷，是世界科學家一直在解決的人工智能難題，而這項難題將由本科在校大學生來進行挑戰。

　　這當然不容易。2014年起全球開始尋找MH370，某種意義上也成了各國科技角力的戰場。當時就有專家提到，我國超級計算機應用人才不足的問題再次暴露。

　　國際高性能計算諮詢委員會亞太區主席劉通就告訴記者，超級計算機在“解讀”馬航數據時，不僅需要一個硬件平臺，還需要“懂得航空數據”的軟件和人，但在這方面，“相關的軟件太少，應用領域的人才缺乏”。

　　王恩東說，這一次，希望神威·太湖之光這個好鞍，能找到好的千里馬來駕馭，“讓更多的年輕人能夠投入到這個行業，為國家，為行業儲備一批人才”。

粗略一點來說，超級計算機是計算機，人工智能是解決特定問題的、以算法或者軟件為主的解決方案。或者可以認為，超級計算機是偏重硬件，人工智能是偏重軟件的。

在定義上，超級計算機是運算、存儲能力遠遠超過個人家用電腦的計算機，可以稱為超級計算機的門檻也會隨著計算機產業的發展而不斷更新。有一份叫做 超級計算機TOP500 的榜單，每年兩次更新世界上計算機能力最強大的500臺超級計算機名單，上榜的超級計算機往往都擁有大量的計算單元、海量的存儲單元，用來完成複雜的大計算量任務，從模擬真實世界中的物理現象、天氣預報到研究人類大腦神經元結構等等不一而足。

當前世界上最強大的超級計算機，是我國國家並行計算機工程技術研究中心開發的神威·太湖之光，擁有超過一千萬個處理單元，每秒鐘能進行九萬億次以上的浮點運算。我們可以將超級計算機看成速度更快得多的計算機；它能夠完成的任務是傳統計算機無法完成的。

而人工智能則是解決哪些傳統上只有人類智能才能解決的問題。一般來說，人工智能是基於普通計算機的運算而完成任務的，它指向的是那些涉及到分析、推理、判斷、決策的複雜問題。

雖然有時候強大的人工智能需要強大的計算機來完成運算，但是這些計算機的計算能力遠遠不及超級計算機。有些人工智能需要特殊設計的計算機硬件，但即使是曾經下贏過國際象棋冠軍的“深藍”、能夠回答問題的“沃森”，其運算能力也遠遠比不上同時期的超級計算機。至於現在下圍棋的 AlphaGo，所需的計算能力更少，搭載 AlphaGo 的計算機更是遠遠稱不上超級計算機了。

智能程度不一樣。

超級計算機就是計算機，運行速度特別快，快到你想不到。人工智能就是具備一定的常識，能夠溝通。就像阿爾法狗，還能後下圍棋，並且還贏了。

人類科技的發展是我們遠遠想不到的。

超級計算機是通過擴充硬件的數量(cpu,gpu)通過運算能力的疊加來提高整體的運算速度，它不能通過自身的現有軟件來提高其智能和學習水平，它需要軟件升級。人工智能當然也是軟硬件的結合，所不同的是它的軟件具有模擬人腦進行學習進步和識別判斷的超級智能算法，可以自我學習和提高，而且速度快，連續工作，和判斷識別的能力，這就使電腦具有某些人腦可自我學習進步的特性，進而可代替人類做某些工作，而超算是通過其速度和超強計算能力來完成某些大型複雜項目的計算，用途不一樣。

人腦有860億神經元，其中170億負責高級思維，每個神經元可以產生數個突觸彼此溝通，強大的統一協調性，而且需要漫長的學習過程，更不用說人還可以分工協作了。超級計算機和人工智能只是專業化工具

可以把超級計算機給發燒友用的 人工智能是企業用的。超級計算機主要功能是單純計算，人工智能是具體到某一領域不考慮通用性計算只根據這個領域具體特點進行不斷優化，前者是通用性計算的後者是有針對性的計算。

超級計算機你可以理解為手機，人工智能你可以理解為熱門手機應用程序。超級計算機和手機一樣對性能要求比較高，人工智能和熱門應用程序一樣會實時升級以滿足用戶需求。

人工智能，簡明地說，就是通過具有思考性的軟件和程序，實現人腦思考的功能，達到和超越人腦思考，具有靈活性。超級計算機，只會機械地，按擬定的，固定的程序處理一切，但它沒有靈活性，更沒有思考功能。

超級計算機是指軟硬件設備部份，可以成為人工智能的基礎，但並不是全部要件。人工智能是指讓機器學習知識、使用知識，完成類以於人類智能活動的策略體系，超級計算機、網絡等只是實現人工智能要用到的工具。