2016年是中国超算发展具有里程碑意义的一年,可以称之为大满贯年。从历史上看,2016年又是中国超算发展的30周年。在这一年,神威·太湖之光连续两次荣膺世界超算TOP5001冠军;中国第一次夺取世界超算TOP500数量冠军;中国科技大学代表队在世界大学生超算大赛上勇夺两项世界冠军;更让人惊喜的是,神威·太湖之光在国际超算大会(SC 2016)上首次获得戈登·贝尔奖。这一年,中国引爆了超算世界的旋风,让世界为之瞩目。
为了向国内学者全面解读2016中国超算的大满贯年,全面反映中国超算硬件、软件、人才培养、产业和未来E级超级计算机的发展趋势,我们组织了本期专题,共用5篇文章以飨读者。
中国科学院计算技术研究所研究员张云泉撰写的《2016年中国高性能计算机发展现状分析与展望》一文,基于2016年11月发布的第15期中国高性能计算性能排行榜,从总体性能、厂商份额、应用领域等方面,对15年来中国高性能计算系统的发展进行了全面细致的回顾和分析,并与世界TOP500的数据进行了对比,对未来中国高性能计算系统的发展趋势进行了展望。
国家并行计算机工程技术研究中心研究员漆锋滨,他所在团队研制的神威·太湖之光连续三次获得TOP500排行榜世界冠军。他撰写的《“神威·太湖之光”超级计算机系统》一文,介绍了神威·太湖之光的系统组成、体系结构、主要技术突破、性能分析和基本应用情况。作者指出,我们应该清醒地认识到,中国离超算强国的差距还很大:核心技术突破的面不够宽,自主研发的并行应用软件不够丰富,各层次超算人才的培养有待加强,超算中心的作用和职能有待进一步发挥。
代表中国在SC 2016上首次夺得戈登·贝尔奖的获奖团队,中国科学院软件研究所研究员杨超等人撰写的《戈登·贝尔奖与隐式求解器》一文,回顾了戈登·贝尔奖的设立和发展,分析了十余年来国际上围绕隐式求解器获得戈登·贝尔奖的相关研究成果,详细介绍了作者获得2016年度戈登·贝尔奖的工作“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”。该项研究工作最早开始于2007年,最早的研究成果发表于2010年。在这10年间,研究团队分别在美国的“蓝色基因L”,我国的“天河一号A” “天河二号”等系统上完成数千核至上百万核可扩展模拟。面向大气模拟的浅水波问题和非静力欧拉问题,在显式、隐式求解器设计上有充分积累,开展了多项研究。基于前期的研究积累,在2016年,该研究团队凭借神威·太湖之光发布的东风,突破了异构众核极大规模并行环境下隐式求解器设计的难题,深入开展了显式、隐式求解器的比较性研究,应用于非静力大气动力学模拟,取得了具有世界影响力的研究成果。
中国科学技术大学教授安虹作为指导教师自2012年起组建超算鸿雁队。她先后组织了17支队伍,102人次参加了国内外高性能计算相关竞赛,所参加的赛事均取得优异成绩。安虹指导的中国科技大学代表队在SC 2016上举办的世界大学生超算大赛中,包揽了总分和最高Linpack性能两项冠军,成为SC大学生超算大赛自2007年举办以来的首个双料冠军队。安虹等人撰写的《从大学生超算竞赛看中国高性能计算人才培养》一文,回顾了中国科学技术大学团队的参赛经历,指出高性能计算领域需要培养大量与计算机学科交叉的创新人才,并分析了大数据时代高性能计算教育面临的挑战。
青岛海洋科学与技术国家实验室、中国海洋大学教授魏志强等人撰写了题为《海洋国家实验室对E级超算的需求分析与展望》的文章,对中国正在研制的下一代E级超级计算机的应用需求进行了分析和展望。海洋国家实验室作为代表我国海洋科技创新的重要战略力量,E级超算将成为海洋国家实验室认知海洋,服务国家海洋战略必不可少的国之利器。文章写到,E级超级计算机的研发和建设将围绕全球气候变化、海洋数值模拟、生物医药仿真等具有重大计算需求的科研任务进行;改进和研发具有自主知识产权的E级超算工具软件和应用软件系统,构建良好的E级超算软硬件生态环境,建立国际一流的亚公里级“超高精度全球海洋系统计算仿真平台”;重点开展包括透明海洋、深海极地、蓝色生命、蓝色智库和蓝色装备等战略科研任务,E级超算计算机都具有重要意义。
回顾历史,展望未来,中国超算已经走过了以政府主导的机器研制带动应用发展的阶段,正在进入以应用需求引领系统研制的理性阶段。青岛海洋科学与技术国家实验室联合国家超算济南中心和国家并行计算机工程中心,正在联合研制下一代E级超级计算机,就是一次很好的尝试。2016年,中国第一次获得了戈登·贝尔奖,但肯定不是最后一次,相信将来会有越来越多的国产超级计算机获得该奖,并成为常态。笔者相信,我国的超算研究与发展必将在下一个三十年进入一个超算系统、应用软件、人才和市场均衡发展的阶段,成为超算强国! ■
脚注:
1TOP500榜单是对全球已安装的超级计算机“排座次”的知名排行榜,由美国与德国超级计算专家联合编制。榜单始于1993年,每半年发布一次。
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