次级linpack

国际INTERNATIONAL2017年12月20日星期三Tel:(010)62580617主编:赵路编辑:张双虎校对:何工劳E-mail押lzhao@stimes.
cn3美国立卫生研究院担心中年研究人员正在被挤出研究大军.
图片来源:CulturaCreative工程人员12月4日检查韩国大田市HA-NARO研究反应堆的场景.
图片来源:CourtesyofKAERI实验室技术员、埃博拉幸存者SukatoMandzomba(前)与PeterPiot进行合作.
图片来源:HeidiLarson40年后,有记录以来第一起埃博拉疫情的幸存者,仍然对这种病毒具有免疫力.
这一新研究强化了一种普遍存在的观点,即埃博拉幸存者会对该病毒终身免疫.
该研究还有助于指导新药开发,并明确了埃博拉病毒感染的长期健康后果.
1976年,埃博拉袭击了位于刚果民主共和国东北角的一个小村庄———扬布库.
在318个病例中,有280人死亡.
美国加州大学洛杉矶分校流行病学家AnneRimoin和一些研究人员在2014年访问了扬布库,以便了解1976年疫情的一些情况,其中包括埃博拉病毒的共同发现者、流行病学家PeterPiot.
该专家组并没有计划做研究,而是正在制作一部关于传染病的纪录片,但在该国研究了新兴传染病15年的Rimoin,忽然被对1976年疫情的幸存者进行调查研究的念头深深吸引.
Rimoin说:"没有人认为找到他们是可能的.
"但他看到了一个更好地了解埃博拉病毒免疫持续时间的机会.
虽然也有研究检测了埃博拉幸存者的免疫反应,但他们的感染时间只有11年.
在最初的疫情调查人员和实验室技术员、感染幸存者SukatoMandzomba的帮助下,Rimoin团队找到了一些幸存者,他们的年龄在55岁到86岁之间,并愿意提供血液样本.
研究人员近日将样本分析结果在线发表于《传染病杂志》.
"我对这篇论文感到非常兴奋,因为它讲述了人们如何通力合作,产生这些长期数据.
"论文合著者、英国伦敦卫生与热带医学院院长Piot说.
获得血样很困难.
Rimoin团队乘坐一架包机到达本巴———距离首都金沙萨1000公里,然后在土路上行驶100公里,最终到达扬布库的森林地带.
他们和电工、零下80摄氏度的冷冻机、冷冻离心机、液态氮和长寿命电池一起颠簸赶路.
然后他们将血样运回金沙萨,其中一些被送往美国的合作者那里进行各种免疫测试.
研究小组报告说,所有的幸存者都对3种不同的埃博拉蛋白有免疫反应,有些甚至非常强烈.
实验室研究显示,4人体内的抗体不仅能与蛋白质简单地绑定,甚至还能"中和"病毒.
"这是令人震惊的.
"进行了相关测试工作的马里兰州MRIGlobal免疫学家GeneOlinger说,"我原以为会看到免疫响应,但没想到会有中和抗体或其他强烈反应.
"约翰斯·霍普金斯大学布隆博格公共卫生学院病毒学家DianeGriffin指出,目前还没有记录在案的埃博拉幸存者第二次感染的病例.
Griffin专门研究埃博拉病毒等RNA病毒,并指出这些病毒通常会终身免疫.
"我不觉得这些结果令人惊讶.
"Griffin说.
但她还提到,长期免疫的建立和维持机制还存在诸多疑问,这是"值得研究的"并和疫苗开发相关.
Olinger曾在猴子身上研究过埃博拉病毒,他反驳说自己不认为终身免疫保护是一定的.
根据其经验,一些动物在被故意感染埃博拉病毒后患病,然后恢复,后来又被病毒感染并死亡.
尽管如此,他还是渴望进行更多研究,用幸存者的血液帮助梳理出特定的免疫反应,这可能是疫苗开发的关键.
"还有很多工作要做.
"他说.
此外,Olinger说,这项新研究最重要的方面之一是,对长期埃博拉幸存者的识别将给西非约1.
7万人带来希望,他们在2013年至2016年间感染了该病毒,但没有死亡.
曾于埃博拉疫情期间在西非工作的Olinger说,幸存者认为他们的生命会被这种疾病缩短.
Rimoin和合作者目前正在进一步研究1976年埃博拉疫情中的14名幸存者,以评估埃博拉病毒感染是否对他们产生了长期的健康影响.
该小组还开始收集1995年在该国基奎特暴发的另一场疫情中的40名幸存者的血液样本.
实际上,马里兰州贝塞斯达市美国国家过敏症与传染病研究所病毒免疫学家NancySul-livan和同事,去年也曾在基奎特埃博拉疫情幸存者身上发现对抗埃博拉病毒十分有效的保护蛋白,或者说抗体.
其中一种抗体被称为mAb114,能够救活被埃博拉病毒感染的猴子.
但研究所剩时间已经不多了.
Rimoin提到,刚果民主共和国是世界上人均寿命最短的国家之一,男性为58岁,女性为62岁.
"我们有很多东西要从他们身上学习.
"他说.
(唐一尘编译)全球科技政策新闻与解析科学线人40年后抗体依旧埃博拉幸存者或对病毒终身免疫没有最快只有更快各国竞相研制百亿亿次级超级计算机经过3年半的间隔之后,韩国核研究反应堆已经重新开始运行,那里的实验本月也将恢复.
韩国材料科学家和学生非常渴望能够弥补失去的时间,此前在日本福岛核事故之后,该设施被停止运行以解决安全忧患.
"学生非常渴望看到中子.
"大田市韩国先进科学和技术研究院材料和中子散射专家Sung-MinChoi说,"现在,他们非常激动,正在计划和准备实验.
"大田市高通量先进中子应用反应堆(HA-NARO)在2014年7月被关停进行小修,但韩国核管理部门要求该设施在重新启动前必须弄清楚它是否能够抵抗地震活动.
2011年3月日本海岸地震引发大海啸,导致福岛核电站事故.
此后,包括韩国在内的多国政府坚持认为,反应堆应该能够经受得住大地震或其他灾害.
该地区的另一个中子源、日本东海的JRR-3设施也在2011年3月停止运行.
一些建筑在地震中遭到了表面破坏.
但科学家表示,即使修复工作完成,6年多的停止工作后其未来仍很难确定.
使用这些设施研究各种材料内部状态的研究人员称,关停这些设施让他们很难继续自己的研究.
大田市韩国原子能研究所凝聚态物理学家SungilPark说,对于日本和韩国的研究界来说,中子源的干涸带来的影响可谓是灾难性的.
Park说,关闭该设施不仅打乱了科学家的研究项目,还改变甚至终结了他们的研究事业.
HANARO完成了抵抗地震活动的修整,包括在今年4月重新加固了设施的墙壁.
但与当地政府达成的协议要求一个公民监督组织必须在9月之前对该网站的安全性进行核实.
Park说,这对核反应堆的防灾能力而言是审慎的,但等待该设施重新开启的3年半的时间实在是"漫长而痛苦的".
(晋楠)韩科学家渴盼重启反应堆今年7月初,美国田纳西州橡树岭国家实验室的工作人员开始用一台计算机"巨兽"的组件填充一个巨大的房间:一排排整齐堆放的计算单元、约290公里长的纤维光缆以及能承载一个泳池水量的冷却系统.
该国能源部(DOE)希望,当这台耗资2.
8亿美元、被称为"顶点"的机器在明年上线时,它将使美国重新获得自2012年起便丢失的称号:全球最快超级计算机的所在地.
按照设计,"顶点"将以200千万亿次的峰值速度运行,即每秒钟实现200千万亿次的浮点运算.
这将使"顶点"比中国的现有世界纪录保持者快60%.
不过,对于很多计算机科学家来说,"顶点"的完工只相当于在一场漫长的比赛中跑完了第一圈.
在全世界,由工程师和科学家组成的团队正在瞄准处理能力的下一个飞跃:百亿亿次级计算机,即以令人震惊的1000千万亿次或者更快速度运行的计算机.
目前,已有来自4个国家或地区的团队同本地区计算机行业合作,朝这一雄心勃勃的目标迈进.
中国计划在2020年运行第一台百亿亿次级机器;美国计划通过DOE的"百亿亿次级计算项目",到2021年至少建成一台机器;欧盟和日本也紧随其后.
速度并非一切对于计算机科学家来说,"百亿亿次级"的含义成为一个需要深思的问题.
最简单的定义是能以1百亿亿次(相当于1000千万亿次)的速度处理一组特定线性代数方程组的计算机.
自1993年起,一群研究人员利用这个被称为LINPACK的基准推出超级计算机500强排行榜(Top500).
于是,LINPACK成为超级计算机的代名词.
自2013年6月起,中国建造的超级计算机一直名列榜首.
不过,田纳西大学计算机科学家、Top500榜单创始人JackDongarra认为,速度并非一切.
他将超级计算机峰值比作汽车速度计上的最高速度.
尽管拥有每小时达到300公里的能力可能令人印象深刻,但真正赋予大多数汽车价值的是它们在日常驾驶时的表现如何.
同样的,计算机在进行特定线性代数操作时的速度并不一定反映其在预测药物活性、训练大脑神经网络或者执行复杂模拟时的能力.
所有操作均对处理能力、可并行处理哪种操作以及移动多少数据提出了不同需求.
DOE科学办公室负责先进科学计算研究的副主任BarbaraHelland认为,Top500"并未衡量硬件在真实的应用程序中表现如何".
去年从英特尔公司退休的计算机科学家ShekharBorkar表示,真实世界的科学应用可能利用了这一速度的10%,但更常见的是仅利用了1.
5%~3%.
据Borkar预测,这种限制在百亿亿次级超级计算机上仍将存在.
峰值速度和实用性脱节在美国,日益增加的关于峰值速度和实用性之间脱节的担忧,促成了一种针对百亿亿次级计算的不同定义,即由应用驱动.
DOE的目标是让首台百亿亿次级计算机的性能比该国目前最快的系统———17.
6千万亿次的"泰坦"高出约50倍.
举个例子来说,这可能意味着在既定时间内筛选出的潜在太阳能材料比之前多出50倍,或者对全球气候进行建模时空间分辨率提高50倍.
为追寻这些目标,DOE正在同来自学术界、政府和业界的上百名研究人员展开合作.
它成立了25个小组,每个均肩负着设计软件的任务.
这些软件能利用百亿亿次级机器,解决特定科学或工程问题,比如引擎设计.
阿贡国家实验室负责计算、环境和生命科学的副主任RickStevens介绍说,美国百亿亿次级超级计算机成功的主要标准将是"其运行25种应用程序的性能得分的几何平均值".
在开发此类计算机的同时,该机构还试图改善利用超级计算机的人、编写软件的人以及负责建造硬件的半导体公司之间的合作.
正在领导该项目的橡树岭国家实验室计算机科学家DougKothe表示,通过DOE的百亿亿次级项目,"我们正在将不同圈子的人集合在一起".
这种将用户和建造者联合起来的策略(所谓的协同设计)并非新鲜事.
但Kothe表示,"它从未像现在这样被如此广泛地应用.
""我从事这行有20年了,第一次看见这种类型的合作和支持.
"在华盛顿国家核安全管理局(NNSA)负责超级计算研究和运行的项目经理ThucHoang表示.
避免成为"噱头"机器不过,Borkar和其他观察者担心,这些正在建造的百亿亿次级系统可能会变成在实际应用中表现并不怎么好的"噱头"机器.
"具备更高的应用性能意味着以一种不同的、更加现实的方式设计机器.
"Borkar认为,"这显然会损害LINPACK的表现,使机器从营销的角度看上去很糟糕.
"他同时表示,希望美国能坚持最早在2008年形成的计划,即将百亿亿次级变革视为更加激进地重新思考计算行业发展的机会.
"演化性质的方法将会失败.
"Borkar表示,"你需要革命性的方法.
"Stevens则认为,巨大的变化正在悄悄进行.
据他预测,DOE将在圣诞节前后完成同英特尔的正式合同.
不到那时,"我无法透露我们正在做什么,但它非常具有创新性".
不过,仍有一些因素限制了推动超级计算机发展的激进程度.
对于每一代新的超级计算机来说,程序员必须以他们拥有的软件为基础.
"我们有一些遗留代码.
"Hoang介绍说,她在NNSA运行的项目依靠超级计算机维持美国的军火库遵从关于测试核武器的禁令.
"考虑到我所在办公室负责的工作,我们无法丢掉花费10年时间开发和验证的旧代码.
"与此同时,预算限制对美国的百亿亿次级计划有决定性影响.
按照计划,"极光"将是一台180千万亿次的机器,并且于2018年在阿贡开始运行.
然而,DOE并没有足够的经费委托外部公司生产百亿亿次级超级计算机的硬件.
为此,该机构没有发布公开招标公告,而是改变了同英特尔和克雷公司签署的关于"极光"的合约,要求后者到2021年供应1台百亿亿次级机器.
与此同时,其他百亿亿次级项目正在取得进展.
中国仍打算在2020年建成百亿亿次级超级计算机,并且正在测试3个样机.
Dongarra介绍说,其中两个被建在已拥有中国最快机器的超级计算设施内,并且可能在中国开创的轻量级结构上有所改变.
第三个正在由"曙光"公司建造.
该公司同高性能芯片开发商AMD建立了良好的关系,因此可能获取到后者的主力微体系结构.
Dongarra认为,这台机器可能拥有新的特征,并且同轻量级结构不同.
研究人员还在考虑未来几十年内超越百亿亿次级并且打造更快和性能更好的超级计算机需要什么.
建造这样的超级计算机可能意味着采用一些目前仍处于初步发展阶段的技术:根据大脑中神经元运行建模的神经形态电路或者量子计算.
不过,很多研究人员的主要担心是确保当百亿亿次级系统启动时,系统以及为其开发的科学应用程序能正常运行.
"让百亿亿次级系统运行起来.
"Helland说,"这就是让我晚上辗转难眠的事情.
"(宗华编译)美国医学研究领袖正在撤回一项计划,该计划旨在对狭义的年轻和中年职业研究人员每年进行400个额外的拨款资助.
在听到认为该政策过于武断,可能让一些创新性实验室关门的担忧后,相关机构正在调整这一计划.
马里兰州贝塞斯达美国国立卫生研究院(NIH)官员称,该机构将不再聚焦那些进入独立职业研究生涯不到10年的年轻科学家,而是谋求将资金导向那些实验室周转不灵的科学家.
"年龄不应该成为问题.
"NIH副主任LarryTabak在12月15日举行的一次会议上说.
这是NIH今年第二次采取类似的行动,修订其遏制劳动力老龄化的战略.
今年5月,NIH宣布将通过限制首席研究人员可拥有拨款的数量来释放对年轻和中年研究人员的资金.
但1个月后,由于大型研究项目的高级科学家强烈反对,该机构被迫放弃了所谓的"拨款支持指数".
为了替代这一政策,NIH称,针对完成学业培训不足10年的早期阶段研究人员(ESIs),每年将额外资助200个高质量的拨款.
另外的200项拨款将针对那些早期后研究人员(EEIs),这些研究人员已经获得NIH资助10年或是低于10年,并存在失去所有资助的风险或是在寻找另一项资助.
《下一代研究计划》(NGRI)在今年8月正式公布,该计划每年将把2.
1亿美元的资金划拨给上述类型的研究人员,这一资助10年可达11亿美元.
(NIH的年度拨款现为340亿美元)然而,很多科学家并不喜欢NGRI,因为它并未明确要求NIH为该计划拨出资金,他们担心NGRI的到来可能会以损失现有小实验室研究人员的利益为代价.
Tabak在当天举行的NIH顾问委员会会议上说,帮助实施相关政策的一个NIH工作组"厌恶"ESI和EEI的定义.
他说,它们"过于武断",可能会让一些研究人员因为怀孕等而被遗漏.
(冯维维)美调整对年轻研究人员资助计划在Top500榜单上,日本的"K"超级计算机目前排名第十.
让百亿亿次级系统运行起来.
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