譚光明 無限“曙光”在險峰

王碧清

得知榮獲“全國向上向善好青年”（創新創業）的榮譽，譚光明還是很感欣喜、意外與感動?！斑@不僅僅是榮譽，還有一份個人的自我滿足和成就感。特別感謝大家的支持，也很感恩自己的工作被單位的推薦和認可。另外，感受很深刻的一點是，不管做哪個行業，只要兢兢業業，一直踏實工作，一定會得到認可?！?/p>

譚光明從一名研究員，成長為中國科學院計算技術研究所高性能計算機研究中心主任，已攀登高性能計算機研究的“險峰”十余年。這當中既有高處不勝寒的艱難，更有“曙光”出現時的喜悅與自豪。

所謂高性能計算機，就是計算速度高、程序容量大、通信能力強的性能很高的計算機。近年來，在氣候氣象、藥物篩選、油田開采、飛機船舶制造等等領域，都活躍著曙光公司（中科曙光）高性能計算機的產品和技術。

從曙光一號到曙光6000、7000，以及人工智能時代下的研究探索，譚光明和眾多科研人員始終奔跑向前，以自我突破、自主創新，讓世界見證著中國的超算速度。

“這是值得一輩子耕耘的方向”

1980年代，譚光明出生于湖南農村一戶普通家庭。在初中班主任何華英的啟蒙下，愛因斯坦、陳景潤、華羅庚等眾多科學家的故事激勵著譚光明，在當時優先考慮讀中專的背景下，他立志讀大學，成為一名科學家。從湘潭大學數學系，再到中國科學院計算機專業的碩博連讀，腳下的路漸漸清晰。

“我們當時的數學系除了數值計算，也開設有編程課，這些其實和現在的工作很相關。大二時，我開始選修、旁聽計算機系的相關課程，覺得編程這些都很有意思?！弊T光明回憶道。

讀碩博期間，譚光明師從高性能計算領域專家孫凝暉院士，圍繞生命科學數據處理加速，以及高性能優化技術等開展工作，并逐步參與到曙光4000的研究當中。

孫凝暉院士的要求嚴格和細致，“包括我們確定一個研究的課題，找解決的方法、關鍵的技術，他會逐步引導我們自己去查找文獻，開展同行之間的討論，再系統而有邏輯地去闡述論證”。如今培養博士生，譚光明在告訴年輕人一定要想清楚是否具備極強的毅力和心理承受力之外，也在繼承著孫凝暉院士的教學傳統，注重培養學生的獨立思考能力和嚴謹的科研態度。

提到高性能計算機的研究之路，譚光明說，是攻克一個個難題之后的契合與滿足。“解決當中的問題和我的性格還是很匹配的，我有興致、有動力去思考、去解決那些難題?！?/p>

“高性能計算機可以說是一門交叉學科，從過去專注于數值模擬類，發展成為非常關注解決國計民生等諸多實際問題的一門學科。很多研究都離不開高性能計算機技術的支持，我覺得這是值得一輩子耕耘下去的方向?！弊T光明讀博士期間的第一個項目即研究高性能計算機在生命科學領域的運用，為人類基因組的分析、病毒演化的分析提供研究支持。

讀博最后的一年時光，譚光明由于出色的科研能力，獲得了赴美國特拉華大學開展科研的機會。這期間，美國特拉華大學電子與計算機工程學院終身教授、世界著名計算機科學家高光榮的學術態度、學者風范也給譚光明留下了深刻的印象。雖然，這位學術大家已經功成名就，但依然葆有著旺盛的科研熱情，每個周末都會主動和譚光明等學生約時間進行討論，“實驗室也是這位老教授最常待的地方，科研對他來說就是一種習慣，離不開。我也很受鼓舞”。

在美國一年的科研時光在充實中劃過，譚光明也在高性能計算機方面的加速引擎架構研究中頗有所獲。他的博士論文獲得中國計算機學會優秀博士論文獎，也為之后開展曙光系列的科研攻關奠定了堅實基礎。

向更高處攀登

博士畢業后，譚光明開始深度參與到“曙光6000千萬億次高效能計算機系統”（曙光6000）的研究。最初，整個系統的性能并不理想，距離項目目標還有很長的路要走。

進入2009年之后，譚光明和團隊成員開始了長達一年的密集封閉式攻關。為了尋找到最優解，譚光明和團隊討論的技術圖紙隨著大家的思緒翻飛，一張張紙上落滿了各類的符號圖樣。終于，思路和靈感從層層圖紙之中破繭而生！譚光明推出的數據滲透優化技術，不僅保障了整體系統的有效運轉，在速度、性能方面達到世界最優。與譚光明一同攻關的一位“戰友”頗為興奮道：“多虧譚博士每天不停地畫圈圈，終于把問題解決了！”

組裝調試階段，譚光明和團隊來到天津一處還沒有完工的工作廠房，進行最后的調試、優化。曠野耕地的風、機器運轉的轟鳴聲仿佛還在耳邊，熬夜通宵也是家常便飯。在高性能計算機研究團隊的刻苦求索中，我國超算領域自主研發的羽翼振翅而動。

2011年，數據滲透優化技術的研究成果在業界頂級會議——全球超級計算大會（SC）上發表，該技術使曙光6000成為國內首次實測峰值性能突破千萬億次的系統，該成果獲國家科技進步二等獎。

與此同時，譚光明帶領一名博士生已經開始了機器學習方面的技術研究，實現了同期性能最高的算法庫，并發表在國際頂級會議PLDI上。論文發表兩年后的2015年，Intel公司才基于類似的優化策略，運用到數據庫的開發之中。

研究曙光7000系統時，譚光明的團隊再度面臨著前所未有的挑戰。相比于國外硬件基礎的完備，由于經費有限，國產硬件參數方面并不理想，需要通過其他系統層面、軟件方面的配合和優化，在彌補硬件固有不足的基礎上，實現最快、最好的性能，這無異于登頂珠峰。

為了彌合理論預測與實際運行之間的差距，團隊花費了大量的時間從硬件結構、底層系統、運行環境、數學庫優化等逐一優化，才使得整個運行鏈條高效運轉。曾經一度，科研人員調侃，“我們需要一個超人”。最終，得益于譚光明與核心骨干在高性能計算機研究領域長久的積累與實踐，他提出了新的模型和算法，刷新了超算領域的運算速度。

當然，譚光明研究攻克的難題遠不止如此。多線程高速并行的不僅僅有復雜且精密的超算系統，還有團隊中每個人艱苦卓絕的不懈探索和日復一日甘于寂寞的努力。而也正是得益于他們的研究，我國的科研實力，尤其在超算領域不斷取得新的突破，逐步縮小了與國外先進研制水平的差距，并在整機系統設計和關鍵技術實現領先。

曙光6000和曙光7000研制中的關鍵技術等等這些聽起來艱澀難懂的研究成果，已為諸如“地球系統數值模擬裝置”、“多模態跨尺度生物醫學成像設施”、中國“天眼”（FAST）等國家重大科技基礎設施提供重要的算力支持。

依托于高性能計算機的相關技術，曙光團隊為“地球系統數值模擬裝置”建設項目提供了定制類運算系統，為我國防災減災、應對氣候變化、大氣環境治理等重大問題提供科學支撐。

具體來說，比如我國可以通過高性能計算機技術，準確評估全球歷史時期以及未來的氣候變化、溫室氣體的排放，以此為基礎提高中國應對氣候變化和碳減排的國際話語權。

而高性能計算機技術除了在國家戰略發展領域發揮作用的同時，也距大眾的生活越來越近。據介紹，中科院計算技術研究所孵化的人工智能企業——哲源科技，在應用數學、工程學、計算科學等技術的支持下，將生命變得可數據化。而人體健康管理、藥企新藥研發等方方面面都離不開超算支持。

目前，譚光明正在帶領團隊向著新一代更高性能、更快的計算機研究進發。登高望遠，未有窮期。在高性能計算機這項“馬拉松式攀登珠峰”的道路上，他們在一次次絕地求生中，迎向曙光。