杨广文:用超级计算机为科研提供助力

  2016年7月15日,吉尼斯世界纪录正式宣布“神威·太湖之光”为世界上“运算速度最快的计算机”。吉尼斯世界纪录大中华区总裁罗文在向杨广文颁发吉尼斯世界纪录认证书时表示:“这一纪录代表着中国在超级计算机领域的历史性突破。”

  杨广文说,目前,中国对超算的需求非常大。在清华大学,他负责管理学校的一台超算,35个院系200多个科技组都在用这台机器,每年支持上百篇一流的论文发表。因此他认为,国防安全、航空航天、天气气候、工业制造、新药创制等各领域对高性能计算的需求越来越旺盛,这也是中国加大投入做超算研究的原因之一。

  致力应用

  2010年底从美国斯坦福大学回到清华任教的付昊桓清晰地记得,当时,中国的超级计算机“天河一号A”刚刚摘得世界第一的桂冠。“我们清华一位研究气候的老师作为用户去观礼,机器发布后,马上有美国的同行问,你们的机器是拿了世界第一,那么应用呢?这么一台机器你们中国人是否能用起来?”付昊桓说,“这表达了对中国超算的质疑,包括CPU和芯片都是美国引进的,更多体现的是集成能力,而能否推动应用、解决科学的问题才是超算更应该关注的。”

杨广文:用超级计算机为科研提供助力

  2016年6月21日,德国法兰克福,付昊桓副主任(右二)、杨晋喆工程师从劳伦斯伯克利国家实验室副主任霍斯特·西蒙手中接过世界超级计算机500强第一名的证书

  也正是基于应用的考虑,杨广文说,国家超级计算无锡中心从系统原型研制开始,就一直坚持机器测试与应用开发同步进行。因此系统从2015年12月开始试运行以来半年多时间,已经有天气气候、航空航天、海洋环境、生物医药、船舶工程、新材料和先进制造等19个应用领域的科研工作者在这套系统上取得了60多项应用成果。其中,由中科院软件所、清华大学和北京师范大学申报的“全球大气非静力云分辨模拟”课题,由国家海洋局海洋一所和清华大学申报的“全球高分辨率海浪数值模式”课题,由中科院网络中心申报的“钛合金微结构演化相场模拟”课题分别入围了2016年的“戈登贝尔奖”。

  “戈登贝尔奖”是世界高性能计算应用领域的最高奖,设立于1987年。付昊桓说,在最开始的近20年中,只有美国的科研团队拿到这个奖项,直到日本在2002年推出的“地球模拟器”打破了这一纪录。一直到今天,这个奖项一直被美、日以及少量欧洲的科研机构包揽。“中国在此之前从来没有入围过,即便‘天河二号’连续三年六次世界第一,但是也从来没有中国科研团队的应用课题入围。”付昊桓说,“而今年,全世界共有六个课题入围,来自中国的就有三个,都是中国的团队在‘神威·太湖之光’上做的应用。”付昊桓说,这让大家“欢欣鼓舞”。

  关于神威的计算能力,应用课题的参与人员有更多的体会。国家计算流体力学实验室在该系统上完成的“天宫一号”飞行器两舱简化外形陨落飞行大规模并行计算,在20天内完成了常规需要12个月的计算任务,计算结果与风洞实验结果符合较好。中航工业631所完成的C919大型客机低速大攻角深失速特性的精细数值模拟,计算网络规模由千万网格提升到两亿网格,计算时间缩短到10小时以内,大大减少了风洞试验次数,降低了设计成本。

  支持制造业转型

  江苏省是中国制造大省,此次把“神威·太湖之光”落户在江苏省的无锡市,杨广文说,既是要解决国家的重大需求,也是要支持江苏作为制造大省的产业转型。

  江苏的面积只占中国的1%,但却贡献了中国10%左右的GDP,其制造业的转型升级,对全国都有着重要的参照意义。为此,在此次超算中心的投入中,江苏省和无锡市各投入6亿元人民币建设资金,并委托清华大学负责后期运营。

  “在中国制造2025计划中,核心的问题是提高设计水平,设计水平提高了,制造水平也会相应提高。”杨广文说,江苏省的核心产业是制造业,制造前的设计模拟离不开超级计算机,“我们试图在这方面打造产业科技创新基地”。

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