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中国基于「神威·太湖之光」的超算研究,再次斩获最高荣誉“戈登•贝尔”奖

2017-11-18 10:53:30 0 思维精读 | , ,

在 11 月 17 日凌晨,在美国丹佛举行的全球超级计算大会(SC2017)上,2017 年国际高性能计算应用领域最高奖「戈登·贝尔」奖(ACM Gordon Bell Prize)提名中,基于「神威·太湖之光」的应用成果又有两项入围。最终,「非线性地震模拟」获得国际高性能计算应用领域最高荣誉——「戈登•贝尔」奖。

「戈登·贝尔」认可每年在科学、工程、大数据分析方面并行计算创新应用所取得的进步。本奖项或对在重大科学和工程问题的可拓展性和时间解决方案上取得的特殊成就进行表彰奖励。

据雷锋网 AI 科技评论了解,今年戈登贝尔奖共有三篇论文入围,其中有两篇来自中国,且都是基于「神威·太湖之光」应用的论文。一篇论文研究名为「全球气候模式的高性能模拟」,第一作者为清华大学地球系统科学研究中心付昊桓。研究将整个社区大气模型 Community Atmosphere Model (CAM) 重构优化到「神威·太湖之光」系统中,并提供一个千万亿次级别气候模型演示。

2017年“ 戈登·贝尔” 颁奖现场

via 清华大学

另一篇则论述在「神威·太湖之光」上建立高效地震仿真平台的工作,这份工作也最终斩获最高荣誉。

「非线性地震模拟」是由清华大学地球系统科学系、计算机系与山东大学、南方科技大学、中国科学技术大学、国家并行计算机工程技术研究中心和国家超级计算无锡中心等单位共同完成。成果发表于今年的全球超级计算大会上,论文题目为《基于神威太湖之光的 18.9-Pflops 非线性地震模拟:实现对 18Hz 和 8m 情景的描述》(18.9-Pflops Nonlinear Earthquake Simulation on Sunway TaihuLight: Enabling Depiction of 18-Hz and 8-Meter Scenarios)。

清华大学地球系统科学系付昊桓为论文第一作者,清华大学地球系统科学系付昊桓,计算机系何聪辉、薛巍以及南方科技大学陈晓非院士为论文共同通讯作者。作者还包括清华大学杨广文、陈炳炜,山东大学殷泽坤、张庭坚、刘卫国,南方科技大学张振国,中国科学技术大学张文强,国家并行计算工程技术研究中心尹万旺等。

以下为清华大学提供的论文概要:

地震对社会的生命,经济和环境都产生了巨大的破坏。即使是科技高度发达的今天,预测地震仍然是世界性难题。地震巨大的破坏和毁灭能力不断驱动着科学家和工程师们去研究和模拟甚至预测地震。大地震的模拟日益精确,不仅能为地震之后次生灾害发生前的避难和疏散起到关键作用,也能为地震预测的研究提供至关重要的帮助,更进一步也可为人类与自然灾害的抗争做出重大贡献。

地震模拟工具可以实现对地震发生过程的重现与预测模拟,是科学家理解地震发生与传播规律的重要手段,对于降低与预防地震灾害所带来的巨大损失具有重要作用。而对于工程师来说,地震模拟结果还可以与其它的技术结合,用于对地震高发区的各项基础设施进行合理规划与设计,以提升城市规划的安全性,防患于未然。

基于神威太湖之光超级计算机的强大计算能力,项目团队成功地设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具。该工具充分发挥国产处理器在存储、计算资源等方面的优势,可以实现高达 18.9PFlops 的非线性地震模拟,也是国际上首次实现如此大规模下的高分辨率、高频率的非线性可塑性地震模拟。该工具首次实现了对唐山大地震(M7.8, 1976)发生过程的高分辨率精确模拟,使得科学家可以更好地理解唐山大地震所造成的影响,并对未来地震预防预测等研究具有重要的借鉴意义。

这并非清华团队第一次摘获此奖项。2016 年 11 月 17 日,由中科院软件所杨超和清华大学计算机系薛巍、地球系统科学研究中心付昊桓等共同领导的团队所完成,运行于神威太湖之光的应用「千万核可扩展大气动力学全隐式模拟」获得「戈登•贝尔」奖。这也是中国首次获得这一奖项。雷锋网(公众号:雷锋网)也做过大量报道,详见底部相关文章。

值得一提的是,据雷锋网 AI 科技评论了解,在 11 月 13 日,「TOP500」网站发布第五十期超级计算机榜单,基于国产众核处理器的「神威·太湖之光」超级计算机以每秒 12.5 亿亿次的峰值计算能力以及每秒 9.3 亿亿次的持续计算能力,再次斩获全球超级计算机排名榜单 TOP500 第一名。本次夺冠也实现了「神威·太湖之光」超级计算机的「四连冠」。这也是包括「天河二号」「神威·太湖之光」等我国国产超算系统在世界超级计算机冠军宝座的十连冠。「神威·太湖之光」由国家并行计算机工程技术研究中心研制,安装在国家超级计算无锡中心,清华大学计算机系杨广文教授及团队负责运营。

本次中国超级计算机的上榜总数也反超美国,500 强榜单中,中国占了 202 台,美国有 143 台。这也是 25 年来,美国计算机上榜数量最少的一次。此外,中国超算的总性能也超越美国,占该榜单总处理能力的 35.4%,美国则占 29.6%。

超级计算机,被称为「国之重器」,超级计算属于战略高技术领域,是世界各国竞相角逐的科技制高点,也是一个国家科技实力的重要标志之一。今年的全球超级计算大会上,基于「神威·太湖之光」的应用成果有两项入围,并最终摘得这一领域的最高荣誉,着实表明了中国在超算领域的突出成就与领先地位。

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