驚鴻一瞥迷“銀河” 開啟超算造“天河”

盧宇彤(右一)與“天河二号”。

“中國超算從跟随、追趕到超越,讓西方人知道勤勞聰明的中國人也是可以做好世界前沿技術的。”國家超級計算廣州中心主任盧宇彤談起她與中國超算的二三事時,十分自豪。

她身兼數職,中山大學資料科學與計算機學院教授,國家超級計算廣州中心主任,天河二号副總設計師,國家重點研發計劃高性能計算專項專家組成員,全球首位女性ISC　Fellow……這樣一位優秀女科學家,是如何開啟與超算的故事呢?一切都要從那最初的“驚鴻一瞥”說起……

01 最初結緣

兒時參觀“銀河一号”　播下超算的“種子”

“我的父母都是大學老師,家裡學習氛圍十分濃郁,我尤其喜歡看科幻書。”出生于書香之家的盧宇彤,在高一時參觀了“銀河一号”,那個龐然大物深深迷住了盧宇彤,她依然記憶尤深:“它的體積足有一個小型會議室那麼大,表面密密麻麻地布滿電線。”

無心插柳柳成蔭,一次參觀讓她自發地深入去了解超級計算機,也是以了解到超級計算機對國家和區域安全、科學突破和經濟發展的重要戰略作用,在她小小心田裡種下了“科研種子”。盧宇彤形容起聯考報志願時的專業選擇仿佛“水到渠成”,她毫不猶豫地填報了國防科技大學計算機學院。

真正讓她與“超算”結緣的是大學畢業設計,當時,她的老師負責“銀河二号”編譯器的開發。盧宇彤跟随導師,進行“銀河二号”相關系統的軟體測試與驗證,從“銀河二号”開始,陸續參加了五代銀河、兩代天河的研制。她自豪地說:“從最開始編譯器開發到‘天河二号’的副總設計師,我親曆了中國超算從跟随、追趕到超越的曆程。”

02 創新突破

連續六次奪得冠軍　屹立于世界超算之林

“最初,隻有美國、日本等國的巨頭企業才具備高速互聯研發能力,而中國面臨着一系列的技術封鎖。”盧宇彤擔任“天河二号”超級計算機系統的副總設計師,面對着突圍的層層難題。

在整個超算系統中,盧宇彤主要負責網際網路絡中通信協定和并行環境的設計,她提出了基于虛端口精簡通信協定的并行使用者級通信技術,實作了“天河”高速自主定制互連通信軟體系統性能達到國際同期最快商用互連系統的2倍。

在盧宇彤與團隊艱苦攻關之下,“天河二号”超級計算機從2013年6月到2016年5月連續六次奪得世界超級計算機500強排名(TOP500)冠軍,打破了美日長期對世界超算頭把交椅的壟斷。

目前,E級超算被視為“超級計算機界的下一頂皇冠”,将在未來為解決能源危機、污染和氣候變化等重大問題發揮巨大作用。面對這塊全球必争之地,盧宇彤提出合作共赢的想法,她說:“盡管我國超算技術暫時處于領先地位,但想要進一步突破,全球超算發展進行國際合作、協同設計是不可或缺的。”她積極利用自身在國際超算領域的話語權和前期建立友好合作基礎,緻力于讓國家超算廣州中心成為我國超算對接世界的橋頭堡。

如今,國家超算廣州中心與美日德法英等數十個國家的超算中心和科研機建構立了緊密的合作關系,德國斯圖加特國家超算中心、英國哈璀國家超算中心等世界知名超算中心都與國家超算廣州中心成為合作夥伴,HPCAsia、IHPCF等一批國際知名的超算會議得以在廣東廣州舉行,世界各國的頂級超算專家在國家超算廣州中心舉行講座,開展項目合作等。

03 用之于民

使用者群體已超過30萬　讓超算應用覆寫大灣區

“超算技術本身是科學技術創新的成果,但同時它也是支援其他科技創新的核心。”在超級計算機系統研究取得碩果累累後,2016年,盧宇彤出任國家超級計算廣州中心主任,将研究重心由超算系統研制轉移到超算應用。

科技發展最終還要能實作應用,做到用之于民。她說:“如何應用超級計算機取得世界一流的科研、工程和産業應用成果,是我國超算發展目前面臨的最大挑戰。”

廣州區域短臨天氣預報達到國内第一、國際領先水準離不開“天河二号”的配合。“中心與廣州市氣象局合作搭建了基于‘天河二号’的3公裡、1公裡分辨率氣象預報系統,自2017年起就開始24小時不間斷業務運作。”盧宇彤介紹這套高分辨短臨數值天氣預報業務系統。在“天河二号”上每12分鐘就能夠完成一次廣州地區未來6小時的天氣預報,運作情況良好,大幅縮短了預報時間、提高了預報精度。

超算資源也正在向大灣區輻射,2018年7月,廣州超算中心聯合香港中文大學、中山大學等九所高校發起成立了粵港澳超算聯盟,旨在彙集粵港澳超算科研和應用機構,帶動創新超算應用發展,培養高水準超算軟體開發與應用人才,深化粵港澳三地超算應用交流和合作研究,提升區域合作層次和水準、協同創新水準,加速粵港澳國際科技創新中心建設。

目前,國家超級計算廣州中心已支撐了數千項國家和地方重點課題的研發工作,服務使用者已超過4500家,使用者群體超過30萬,遍布全國34個省市和自治區,讓國家超算廣州中心成為全球系統使用率最高、使用者數量最多、應用領域最廣的超算中心之一。

來源:南方+

如何應用超級計算機取得世界一流的科研、工程和産業應用成果,是我國超算發展目前面臨的最大挑戰。

中國超算從跟随、追趕到超越,讓西方人知道勤勞聰明的中國人也是可以做好世界前沿技術的。

盧宇彤

采寫:南方日報記者　尚黎陽　見習記者　馬瑞婕　通訊員　曾桂敏　受訪者供圖