我國首獲高性能計算應用領域最高獎

北京時間11月18日晨，2016年度“戈登貝爾獎”在美國鹽湖城揭曉，中國團隊的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”應用項目獲獎。“戈登貝爾獎”是國際高性能計算應用領域最高獎，這是該獎項自1987年創辦以來，我國首度問鼎。

一直以來，國際上有人曾質疑中國超級計算機只是一味追求運算速度、忽略應用，然而此次中國超算系統在全球超算500強榜單上實現八連冠、上榜系統總數則與美國并列第一，以及“戈登貝爾獎”零的突破，向世界證明了中國超算正憑借速度和應用的雙重優勢，站到了聚光燈下。

贏得速度、應用“雙優勢”

新一期全球超級計算機500強（TOP500）榜單11月14日在美國鹽湖城公布，全國產超算“神威·太湖之光”二度問鼎。算上此前“天河二號”的六連冠，中國已連續4年占據全球超算排行榜的最高席位。

來自國家超算無錫中心的“神威·太湖之光”很重要的一個突破是，實現了包括處理器在內的所有核心部件全部國產化。它采用的是中國自主芯片“申威26010”，其運算速度達到12.54億億次每秒，這是全球首個突破10億億次的超級計算機；持續計算速度達到9.3億億次每秒，是第二名“天河二號”的近3倍。

中國超算總體表現也很出色。一年前美國以199臺上榜超算保持明顯優勢，而中國只有109臺。此次，中國上榜超算數量達171臺，與美國并列第一，鞏固了自身的速度優勢。

更重要的是，由中國科學院軟件研究所、清華大學、北京師范大學、國家并行計算機工程技術研究中心與國家超算無錫中心合作完成的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”應用項目最終獲得“戈登貝爾獎”，第一次將中國超算應用帶到了世界舞臺中央。該應用基于國產超算系統“神威·太湖之光”設計，也凸顯了國產超算開始告別只是“聽起來爽”的窘境，進入了“好用”的階段。

“這是一套適應于異構眾核環境的全隱式求解器算法。此前，國際上類似的研究工作，或著重于開展顯格式計算，或僅限于在同構CPU環境下開展隱式求解器研究。”中科院軟件研究所并行軟件與計算科學實驗室副主任楊超介紹，該應用面向氣候氣象領域研究，利用世界最快超算不僅提高了模擬計算效率，也充分挖掘了超算系統的強大計算能力。

“這標志著我國超算擁有了速度、應用雙重優勢，無疑是我國超算又一里程碑事件。”國家超算無錫中心主任楊廣文說。

有多忙就有多好用

對于國家超算無錫中心副主任、清華大學副教授付昊桓來說，每天還要花不少精力“招呼”上門考察和求助的各類單位。付昊桓說，從“神威·太湖之光”6月正式發布到現在，上百個應用已經在“跑”，大家十分關注的天宮一號隕落路徑預測計算、國產大飛機C919精細數值模擬工作用的都是這臺超算。

“神威·太湖之光”堪稱“勞模”，記者從其“作息時間表”上看到，其工作時間超過六成，“睡眠”時間僅占兩成，同時，它還非常“健康”，故障率僅為0.6%。統計數據顯示，截至目前已經有100多家科研單位、100多個大型應用在“神威·太湖之光”系統上運行，涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。

付昊桓也是此次獲得“戈登貝爾獎”的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”應用項目團隊成員。他說，我國超算在硬件發展上已有很大進步，但如何將其應用能力發揮出來，與歐美國家相比還有差距。“太湖之光的成功就在于設計階段，研發團隊就與國內頂級超算用戶不斷接觸。未來希望能夠和不同領域成立聯合研發中心，推進超算在應用方面的發展。”

“神威·太湖之光”只是我國超算“快以致用”的縮影。中國計算機學會高性能計算專委會秘書長張云泉此前接受記者采訪時介紹，歐洲多國對于與中國超算開展聯合研究的需求迫切。而在國家超算天津中心，他們則拓展了美國、新加坡等地的用戶，綜合應用能力正在進一步提升。

“過去總有人詬病中國的機器造好了空置沒人用，如今當我們的超算實力趕超，需求會排隊等待。”清華大學地球系統科學研究中心副教授黃小猛說。

從“勞動力”到“計算力”

我國曾經靠勞動力成本優勢成為“世界工廠”，如今是否有可能依靠超級計算機的“計算力”吸引產業與資本的目光？

“超級計算的需求背后，并不僅是學術研究，從實體經濟到戰略領域均有涉及。”楊廣文介紹，“神威·太湖之光”主要服務國家重大科技項目，同時也十分重視服務產業創新。

記者采訪了解到，“神威·太湖之光”和遠景能源合作開展“格林威治智慧風場”項目。國家超算無錫中心基于自身超強的運算能力、專業的技術人員等為遠景能源提供包括風資源預測、風場精細選址、風機建造在內的一整套生命周期服務。今年10月，中心僅用12天時間就完成了2014年至2015年間全國的風資源數據測算，比原本的45天提速近4倍，并將數據誤差控制到0.5%。

“總的來說，超算的能力很強，它能做過去人類歷史上沒做過的事，或者能將過去需要花漫長時間才能完成的事，在很短的時間內完成。”楊廣文說。

全球超算500強榜單的創始人、美國計算機科學家杰克·唐加拉說：“隨著越來越多超級計算機在中國制造和落戶，世界各地的科學家和企業家就越來越有可能把超級計算的需求帶到中國，而不是美國。”唐加拉所說的“可能”，正在加速變成現實。

據新華社