甘霖：中國超算背后的“青年力”

鄭晶心

有一臺計算機，在1秒鐘之內，可以執(zhí)行12億億次計算。它在1分鐘里完成的計算量，相當于全球72億人用計算器不間斷地計算32年。

你能想象嗎？

這就是超級計算機“神威·太湖之光”可以做到的事。

2017年11月，在最新發(fā)布的全球超級計算機500強榜單上，中國的“神威·太湖之光”和“天河二號”兩臺超級計算機第四次攜手奪得前兩名。

作為世界上第一臺速度超過每秒10億億次的超級計算機，“神威·太湖之光”的峰值運算速度高達每秒12.5億億次，持續(xù)計算速度達到每秒9.3億億次，功耗比約為每瓦60.5億次，這三項關鍵指標均居世界第一，冠軍的頭銜可謂實至名歸。同時，這也是“神威·太湖之光”繼2016年6月首次奪魁后，成功拿下四連冠。更加值得一提的是，“神威·太湖之光”超級計算機包括處理器在內的所有核心部件，全部實現(xiàn)了國產化。這臺超級計算機在十幾分鐘內就能完成海嘯預警，30天內完成未來100年的地球氣候模擬，大大提升了我國在應對極端氣候事件和自然災害時的減災防災的能力，還能為航天器的返回提供精準預測……

超級計算機被稱為“國之重器”，超級計算屬于戰(zhàn)略高技術領域，是世界各國競相角逐的科技制高點，也是一個國家科技實力的重要標志之一。

甘霖是國家超級計算無錫中心主任助理、研發(fā)部副部長，作為中國超算背后的一名年輕科研工作者，提到上述成績時，他內心自豪又驕傲。

由興趣發(fā)展的事業(yè)

甘霖1988年出生于山東，他童年時代正好是電腦開始向家庭普及的時候，電腦游戲、上網(wǎng)聊天等都開始流行起來。甘霖接觸電腦比較早，常常和小伙伴一起玩網(wǎng)絡游戲。初中的時候，還曾因為和小伙伴偷著去網(wǎng)吧玩游戲，被班主任狠狠教育過。后來，甘霖家里也買了電腦，但被嚴格控制使用時間。盡管如此，甘霖對電腦的興趣不減，他發(fā)現(xiàn)利用電腦網(wǎng)絡，可以給學習帶來極大的便利，想要查什么資料，即刻就可以查到，而且比課本上的內容更全面豐富。

他隱隱意識到電腦、互聯(lián)網(wǎng)和信息技術將會給人們的生活帶來極大的變化，因此高考的時候，就想報考信息相關的專業(yè)。甘霖2007年時參加高考，因為2008年北京將要舉辦奧運會，他就想到北京讀大學，后來就考上了北京郵電大學的信息工程專業(yè)。

北郵被稱為“信息黃埔”，大學期間，甘霖愉快地攻讀著自己喜歡的專業(yè)。2010年，本科保研時，他開始尋找下一步研究的方向。就在這時，他發(fā)現(xiàn)了高性能計算這個領域，就好奇地上網(wǎng)搜索了一下，發(fā)現(xiàn)這是計算機科學一個比較尖端的方向，應用于氣候、氣象、環(huán)境等眾多領域，與普通人的生活息息相關。甘霖還發(fā)現(xiàn)，他本科階段學習的好多項目，比如物聯(lián)網(wǎng)等，其背后都有超算的身影，需要超算作為平臺支撐，只是當時他不知道。甘霖對超級計算產生了濃厚的興趣。在清華大學讀直博期間，他在計算機科學等國際頂尖領域發(fā)表超過24篇高水平論文，申請專利1項；以第一作者身份發(fā)表的論文在國際頂級會議FPL15上獲選“25年領域最具影響力論文獎”（1765篇文章中選27篇），系唯一一篇來自中國大陸的獲獎論文。

2013年和2015年，甘霖兩次到國外，了解和學習國外超算最前沿的研究情況。“神威·太湖之光”是2016年6月正式對外發(fā)布的，但在2015年年底，甘霖就來到無錫中心開始發(fā)布前的測試工作，那時候也正好是甘霖緊張地寫畢業(yè)論文的時候。兩份“緊張”的工作遇到一起，甘霖白天在無錫緊張地測試，晚上在回京的火車上，他就緊張地寫畢業(yè)論文。那個時候，北京到無錫的高鐵要5個多小時，正是這寶貴的5個多小時，讓甘霖完成了他的畢業(yè)論文，同時一點兒也沒影響到“神威·太湖之光”的測試工作。

“神威·太湖之光”的榮光

“神威·太湖之光”在機房中的排列呈“010”的樣式，恰好是計算機的語言。它總共有40個計算機柜，每一個機柜有1024個CPU，采用眾核架構，每個CPU有4個主核，每個主核帶有64個從核，主核負責分發(fā)任務，從核負責加速。

就是這樣一臺超級計算機，每天都在為各個領域提供精準的數(shù)據(jù)分析與報告。超算其實就是一個工具，在最底層為各個行業(yè)提供計算服務，包括天氣氣候、航空航天、油氣勘探等等。雖然這些計算看不到摸不著，但它卻在背后強有力地支撐著我們日常生活的點點滴滴。

超算的一個強大功能就是做模擬和仿真工作，譬如在設計軸承的時候，可以先用其模擬一下軸承的造型、材料、結構等等，研究如何設計才能讓軸承的壽命更長，這樣不但可以省時省力，而且可以降低成本，提高質量。

2016年，是甘霖記憶深刻的一年，也是所有中國超算人難忘的一年。

這一年，中國一舉拿下“戈登·貝爾”大獎，這是計算機領域的“諾貝爾獎”，實現(xiàn)了該獎項設置29年來我國團隊在此項大獎上零的突破，成為了我國高性能計算應用發(fā)展的一個新的里程碑，該成果成功入選由兩院院士評選的“2016中國十大科技進展新聞”。

“‘戈登·貝爾獎一直是我們的一個奮斗目標，獎項設置29年以來中國人從未拿過，所以有中國科學家不停地去沖刺這個獎項，競爭也非常激烈。”甘霖說，“2016年，我們分別有兩段沖刺的時期，差不多有三個月的時間，我和我的伙伴們都在日夜奮戰(zhàn)。我們這個團隊有12個人，分工明確，我在團隊里負責程序開發(fā)和論文撰寫等工作。”

因為獎項的申報是有時間節(jié)點的，在最后沖刺的一周里，團隊需要處理大量的數(shù)據(jù)，而處理數(shù)據(jù)所用的超級計算機“神威·太湖之光”每天的電費也消耗巨大。

“時間真的就是金錢。”甘霖笑言。

他們24小時不間斷地工作，最苦的時候，可能每天就睡上一到兩個小時，實在堅持不住了，就趴在電腦前睡一會兒。

終于，功夫不負有心人，甘霖作為共同通訊作者參與的《千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬》成功問鼎“戈登·貝爾獎”。當獲獎項目公布的那一刻，中國代表團的同胞們個個振臂高呼，興奮之情溢于言表。

其實，在獎項公布的前一刻，甘霖的微信就已經(jīng)編輯好了“我們得獎了”的消息。當評獎委員會的主席上臺開始公布這個獎項的時候，甘霖就緊緊地握著手機，把拇指放在發(fā)送鍵那兒。獲獎消息一宣布，他立刻就點擊了發(fā)送，第一時間把這個消息推送給了國內的伙伴和家人。如此有信心，是因為甘霖和他的伙伴們都知道，他們做足了準備工作，所有的數(shù)據(jù)指標都遙遙領先國外最好成果。

中國超算背后的“青年力”

甘霖現(xiàn)在所在的無錫超算中心的研發(fā)團隊非常年輕，平均年齡只有26歲。甘霖常常覺得自己很幸運，在求學求業(yè)的過程中，都遇到了好導師。他博士期間有兩位導師，一位就是目前無錫超算中心的主任楊廣文，是高性能計算領域的專家。正是這位導師，將甘霖帶到了“神威·太湖之光”的研發(fā)團隊中。

另一位就是超算中心的副主任付昊桓，他只比甘霖大6歲，是一名“海歸”。他對甘霖是那種非常認真細致、耳提面命式的培養(yǎng)，經(jīng)常和甘霖一起熬夜，還把國外比較好的科研氛圍帶到了他們團隊。有些需要向國外高效學習的技術，他們組已經(jīng)在實踐了，效果很好。

導師和年輕科研工作者們都是亦師亦友的關系，而且他們都有共同的愛好，就是運動。只要有空，大家就一起去游泳、打球等。

未來，無錫超算中心將加強在大數(shù)據(jù)和機器學習、氣候氣象、生物醫(yī)藥等領域的超算應用，擴大其服務范圍，支持國家和江蘇省重大戰(zhàn)略，支持企業(yè)的具體需求等。

“我現(xiàn)在要做的，就是讓這臺機器更好地應用到我們國家經(jīng)濟社會的各個領域，讓其不光能用，而且好用、耐用、通用，為更多的用戶提供更多的方便，讓他們可以更專心地去做各自領域里的事情。功成不必在我，功成必定有我！”甘霖說。