“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”研究首次实现了千万个计算核心的扩展,可以同时使用1000多万个计算核心协同工作,并且随着计算核心的增加和软件性能持续增强。这项研究首次将大气模拟分辨率提升到500米以内,使得重点区域的精细化数值天气预报成为可能。研究将模拟能力也提升了一个数量级,在相同分辨率下,其大气动力过程可以在一天内模拟一年后的情况,全面提升了我国应对极端气候事件和自然灾害时的减灾防灾能力。

我国超算应用有了国际话语权
访获得戈登贝尔奖的中国团队成员杨超

点睛

不久前在美国盐湖城举行的2016年全球超级计算大会上,由中国科学院软件研究所研究员杨超等人领衔的应用成果“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”获得国际高性能计算应用领域最高奖——“戈登贝尔奖”,实现了我国高性能计算应用在此奖项上零的突破,成为我国高性能计算应用发展新的里程碑。

自2007年起,杨超团队在面向大气动力学模拟的全隐式求解器算法和软件研究方面辛勤耕耘,历经蓝色基因L、曙光5000A、深腾7000、天河一号、天河二号等国内外多代超算系统的考验,最终在国产神威太湖之光这一配备了国产众核处理器的世界顶级超算系统上取得突破。团队重新设计了基于区域分解、多重网格和不完全矩阵分解技术的新型求解器算法,在国际上首次研制出一套具有千万核扩展能力、适应于神威等众核体系结构特征的全隐式求解器软件,并在非静力大气动力学模拟中取得良好应用效果。

超算是全球科技大国必争的制高点之一,在气候、能源、航天、生物制药等领域有重要的应用价值。中国已连续多年占据全球超算排行榜的最高席位。硬件搭台,软件唱戏,研制超算最终是为了应用,我国项目登顶“超算应用之巅”,说明超算发展生态正日益完善,未来值得期待。

此外,研究引领了全隐求解的新时代。隐式求解和显式求解是解决大型科学与工程问题的两类主要方法。显式研究快捷但不稳定,时间步很小;隐式则稳定但不快捷。相对于显式方法,全隐式求解方法虽然每个时间步计算较慢,但整体却更快更稳定。在神威·太湖之光超级计算机上,全隐式模拟能力是显式的89.5倍,成功攻克了全隐式方法在超大规模众核平台的难关。

戈登贝尔奖评委会主席、美国宇航局艾姆斯研究中心的苏博哈什帠尼博士高度评价了杨超及其团队的工作,认为它最终获奖实至名归;评委会副主席、日本东京工业大学的松岗聪教授说:“这是我见过的最令人印象深刻的工作之一,是中国首次在自主研制的超级计算机上开展自主应用,充分体现了工作的卓越。”

去年11月,基于“神威·太湖之光”,我国科研团队完成的“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”应用项目获得了2016年超级计算机应用领域最高奖——“戈登·贝尔”奖,成为我国高性能计算发展史上的里程碑。

超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机,多用于国家高科技领域和尖端技术研究,对国家安全、经济和社会发展具有举足轻重的意义。

刚刚摘得国际高性能计算应用领域最高奖——戈登贝尔奖的中国团队成员之一、中科院软件所研究员杨超回到了北京。27日,他告诉科技日报记者:“我们的确是在国际超级计算的舞台上获了大奖,但在中国不只我们一个团队具备这样的能力,而是有多个团队具备这样的能力。可以毫不夸张地说,目前中国在超级计算的应用上开始具备国际话语权。”

每秒9.3亿亿次!这是“神威·太湖之光”的浮点运算速度。2017年6月,在德国发布的最新一期全球超级计算机500强榜单中,“神威·太湖之光”凭借这一“超级速度”第三次出现在榜单榜首位置,实现三连冠。

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