显微镜下的超级计算机
巴斯夫如何利用全新超级计算机推动数字化进程。
QURIOSITY是全球化工行业性能最为强劲的计算机。巴斯夫将利用这台全新超级计算机探索那些尚未开发的新化合物与产品。不过，QURIOSITY的潜能还不止于此。
这台全新超级计算机QURIOSITY的计算能力为每秒1.75千万亿次，这样了不起的运算速度也让硬件产生大量热量。“单台机架产生的废热便足以给两栋房子供暖。”巴斯夫高性能计算与数据库团队负责人Stephen Schenk博士带着敬意半开玩笑地说。共18台巨型机架的运算能力相当于约五万台笔记本电脑。如未配备精密的气水冷却系统，QURIOSITY线缆会因此过热，而其所有组件都会熔化。
这台超级计算机与巴斯夫的一体化（Verbund）体系相连，一体化体系是连通巴斯夫一个基地中所有装置的智能生产系统，在生产设施的冷却过程中发挥重要作用。“能耗与散热这两大挑战至今仍然限制着超级计算机的发展。”Schenk说。这个崭新的超级大脑可实现的运算能力约为巴斯夫现有科学计算能力的10倍。它是迄今为止化工行业中体积最大的计算机。
它的规划开发过程同样迅速。“2016年9月，我们明确了对超级计算机的需求，不久便发起招标。”Schenk说。当时，慧与（HPE）的专家们已经着手开发新一代超级计算机。2016年12月，巴斯夫和慧与签署合约，巴斯夫将收到其生产的第一台新一代超级计算机。
其后数月间，慧与在德克萨斯州埋头为巴斯夫开发超级计算机。研发人员们用活页挂图绘出高达数米的硬件与软件架构草图，并用泡沫和硬纸板做出首批模型。最终，他们在足球场大小般的休斯敦工厂内组装QURIOSITY各零件。顺利通过性能测试后，这台超级计算机于2017年7月正式交付到德国路德维希港。
超级计算机助推化学研发
巴斯夫的研发人员翘首企盼着QURIOSITY的到来。超级计算机拥有集中运算能力，只要获得正确信息，它便能协助评估复杂的模型。未来，QURIOSITY将能完成各种任务，比如在极短时间内计算出新的分子化合物。巴斯夫研究人员可以使用这台超级计算机探索化合物中的变量影响，进而在实验室中测试这些新化合物。QURIOSITY承载着巨大的期待。巴斯夫希望通过它模拟化学过程，展现此前理论上或实验室中无法实现的构想。
1.jpg)
“我们找到了原本无法发现的产品。”
Stephen Schenk博士
巴斯夫高性能计算与数据库团队负责人
目前在实验室中，计算机模拟技术的强大运算潜力已初现端倪。例如，在为某种作物保护产品寻找可溶性活性剂时，巴斯夫并未进行成千上万次的实验，而是将大量可能的成分结构方案信息输入计算机，由计算机筛选出价值较高的数百种结构，然后进行实验室检测。这种研发方法不仅更快，也更有效。“通过这种方法，我们找到了原本无法发现的产品。” Schenk 说。
未来，超级计算机还将服务于生产放大，加快产品从实验室制备到工厂量产的速度。其中的难点在于，化学物质在实验室环境和生产反应器中会展现出完全不同的性质。现在，巴斯夫研究人员能通过复杂的计算机模拟试验来研究这类变化。“这样我们不再需要建造中试装置。” Schenk 说。
与此同时，QURIOSITY 还能用于优化生产。这个数字计算天才可汇集所有日常运营数据以及有关价格和商业周期趋势的信息，让生产设备的运营更为高效。它能在设备还未发生损坏前便预测出维护时机，还能更为合理精准地分配原材料与能量。
“这台超级计算机能为巴斯夫提供全方位有价值的支持，从研究、开发到生产和物流，以及全新的数字商业模式。”巴斯夫欧洲公司执行董事会主席兼首席技术官薄睦乐博士说。Schenk 补充道：“如果 QURIOSITY 能将产品改进 1 %，那么我们的年收益最多可增长数千万。”这意味着启动这台超级计算机所产生的能耗费用实则是一笔成功的投资。
