高性能计算应用的需求与发展

文/姚舸

“高性能计算应用”是当下我国重要发展应用模式之一，具有较大的意义影响。然而现阶段有关我国高性能计算应用的需求与发展研究不多，基于该问题现状，要求行之有效的方法对其进行分析研究，如高性能计算应用在经济发展中的需求、高性能计算应用在生产建设中的需求、实现“大数据”经济分析、实现生产效率质量提升等，本次研究对高性能计算应用的需求与发展进行分析，有十分重要的理论意义。

1 高性能计算应用概述

随着我国综合国力不断提升，科学信息技术也不断突破，其中最为代表性的为“高性能计算应用”。高性能计算应用不是单一片面简单应用，而是更为科学、合理的系统布局。通过对国内外相关文献及资料整理研究发现，高性能计算应用具有较为具体的泛指内涵，主要包括高性能计算应用、高性能计算机技术，二者从功能发挥、互相促进等方面密切相关。首先，高性能计算机及相关技术的创新研发，为其高性能计算应用奠定坚实基础与前提。一旦缺乏其高性能计算机及相关技术，高性能计算应用就无法有力落地及发展。其次，高性能计算应用的物质设备来源于“高性能计算机及相关技术”。主要包括：计算设备、存储设备、网络设备等，这些都对高性能计算应用起到极为重要的保障作用。同时，从变相促动发展的角度来讲，高性能计算应用也为其计算机及相关技术发展创新提供“动力”推动。主要是因为高性能计算应用的涉及领域、使用范围都较广、较多，例如：物质材料领域、生物信息领域、军工核武领域、气象天气预报、医疗及工业领域都有其高性能计算应用的体现。最后，基于当下我国经济快速发展及科学技术水平不断提升，加大对高性能计算机及实际应用的技术突破，从多方面、多角度对其技术层面进行研发，为更好的推动社会发展及科技升级打下重要基础。

2 高性能计算应用及相关技术的研发形成

随着我国市场经济建设迅猛发展，科学技术水平也不断与之提升。其中，最为代表性的为计算机科学及相关技术发展。高性能计算机的研发与形成是通过无数实验与探索而实现，高性能计算机的前身为“向量计算机”。其技术突破主要从“处理器”更新创新起步，在高性能计算机研发阶段主要包括：对称多处理机、大规模并行处理机、机群系统、星群系统等处理器更新换代。同时，随着人类科技水平不断提升，一种更为高计算能力及精密度超高性能计算机逐渐呈现人们视野。现阶段，在高性能计算机及相关计算应用较为领先的国家为美国、欧洲和日本。而我国在高性能计算机与相关技术应用研发中逐渐由传统的模仿式向自主型转变，我国已经可以自主研发出于美国、日本相同功能的高性能计算机。而在其应用中我国也由以往的片面应用领域向多元应用领域实施，高性能计算应用不再局限于传统的教学科研等方面，而是向医疗、生产、金融、国防等诸多领域发展。

3 高性能计算应用的具体需求

3.1 高性能计算应用在经济发展中的需求

随着我国改革开放至今，市场经济建设发展已经构建我国发展体系、战略布局的重要保障，针对经济发展的重要性及作用性，“高性能计算应用”的融入应用尤为重要。在经济发展中主要通过产业转型、产业布局、产业升级、产业创新等完成，在传统产业转型升级过程中，需要一种新技术、新元素、新方法来促进提升，而高性能计算应用的实质性正是在于通过先进电子技术、计算方式、软件应用等为产业调整及升级转型起到实质性推动作用。例如：零售业通过高性能计算支撑下的AI对大数据进行分析，实现自动控制库存和物流，降低相关仓储和运输费用支出，提高商品转运效率，降低成本和员工劳动强度，传统零售业向智能零售业转型升级。例如：汽车生产制造行业通过高性能计算应用及相关技术应用，将原有的实物仿真为通过高性能计算仿真模拟，通过简单高校的高性能计算可以模拟汽车碰撞、发动机运转等复杂的过程，提升了设计效率及质量的同时，也极大降低了人力成本，为汽车制造产业的升级转型奠定坚实基础环境。

3.2 高性能计算应用在生产建设中的需求

高性能计算应用在生产建设中的意义在于从中国制造向中国创造的提升。我国生产建设主要以企业加工制造、项目工程施工为主，高性能计算应用及相关技术应用为其二者起到至关重要的推动作用，帮助企业实现原始创新。例如：声学设备生产厂家早期主要以代工为主，技术含量低利润率低可替代性强，企业经过一段时间代工的技术基础，扩大研究团队通过高性能计算研发新材料新结构，实现从代加工向原创设计的升级。例如：企业通过高性能计算和数据挖掘技术的集成，进行产品质量管控，从海量生产数据和产品质量数据中高性能的挖掘内在联系，发觉人难以察觉的优化点，提升产品质量，增强了企业市场竞争力。因此，高性能计算应用及相关技术在我国生产建设中意义重大，不仅对其效率、质量起到保障作用，实现技术升级产业转型。

4 高性能计算应用作用体现

4.1 实现“大数据”经济分析

“大数据”经济分析不是单一片面的简单流程，而是更为应用、合理的系统布局。大数据技术应用的基础前提是高性能计算应用。同时，高性能计算应用的合理应用及优化操作对大数据分析的精准性、正确性起到相对促进作用，具体运用如下：

（1）正确合理选择高性能计算大数据分析软件，选择软件是高性能计算运用大数据分析的重要基础前提，应该根据分析数据实际需求及种类，对相关软件进行选择应用，以保障其符合性、正确性。

（2）提升大数据经济分析高性能计算操作人员综合素质，对其专业性进行严格把关，这样才能为提升数据分析的准确性奠定基础。

（3）对相关大数据分析结果进行评估，通过高性能计算技术和机器学习技术对其分析结果进行合理评估，提升其数据分析的精准性。综上述所，科学、合理的利用高性能计算机应用可以全面实现“大数据”。基于当下我国科学水平不断提升及人们对经济数据披露日益关注，应采用更为高效精准的计算应用系统，做好数据统计、整理及分析工作，以此应对大数据经济时代所带来的挑战。

4.2 实现生产效率质量提升

在生产效率质量提升方面以土木工程信息化管理为实际案例进行分析概述，所谓“信息化技术”就是基于计算机信息技术基础上更为完善的应用型技术。信息化技术的实质是实现生产、管理自动化、智能化与效率化。对管理成本与人工的投入起到极强的降低效果。信息化技术以高性能机器学习计算、管理软件、大规模数据库为核心，针对不同领域开展不同的应用渠道。现阶段，我国信息化技术发展较快，其应用领域与实施空间逐渐扩大。其中，在建筑领域应用较为广泛，主要体现在工程管理、材料管理与供给链体系中。而土木工程管理中的信息化技术应用更具有实质性与成果性。信息化技术的应用简化了工程管理流程，提升了其管理核心的集约式，并对相应的数据信息进行整理分析，实现了统一共享与动态存储。所以说信息化技术是构建土木工程信息体系的重要基础与保障。所以，科学及生产是密不可分的必然联系，也是其互相影响、促进的主要动力。

5 结论

综上所述，通过对高性能计算应用的需求与发展进行分析研究，主要包括：高性能计算应用概述、高性能计算应用及相关技术的研发形成、高性能计算应用的具体需求，其包括高性能计算应用在经济发展中的需求、高性能计算应用在生产建设中的需求，高性能计算应用作用体现，其包括实现“大数据”经济分析、实现生产效率质量提升等，从多方面、多角度对高性能计算应用的需求与发展进行阐明，为下一步工作开展奠定坚实基础。