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    “千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”研究获戈登•贝尔奖(Gordon Bell Prize)

    日期 2016-12-01   来源:数理科学部   作者:赵桂萍 雷天刚 孟庆国  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金项目(项目编号:91130023,91530103,91530323)的资助下,中国科学院软件研究所、清华大学、国家并行计算机工程技术研究中心、北京师范大学和国家超级计算无锡中心合作的“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”研究取得重要进展。最近在美国盐湖城举办的2016年度世界超级计算大会上,该研究成果获得由美国计算机学会(Association for Computing Machinery,简称ACM)颁发的国际高性能计算领域最高学术奖项——戈登•贝尔奖(Gordon Bell Prize),实现了我国在该奖项自1987年设立以来零的突破,成为我国高性能计算应用发展的一个新的里程碑。

      世界超级计算大会是高性能计算领域的顶级学术会议,每年吸引1万余人参加。此前29年会上颁发的戈登•贝尔奖一直被美、日等国垄断,从未有过中国团队入围获奖。作为此次获奖成果的第一完成人,中国科学院软件研究所杨超研究员自2007年起,率领其研究团队在面向大气动力学模拟的全隐式求解器并行计算模型、算法和软件研究方面耕耘近十年,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系统考验,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。团队设计了一套基于改进的区域分解、多重网格和不完全矩阵分解技术的新型求解器计算模型和算法,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。借助于中国科学院软件研究所自主研制的xMath高性能扩展数学库软件,研究团队通过技术攻关,完成了求解器在“神威太湖之光”上的移植、调试和优化工作。经测试,该隐式求解器在处理器扩展规模、浮点计算性能、最大求解问题规模和实际模拟能力等方面相对于国际最高水平均取得数倍至一个数量级的提升,成为相关领域国际上最领先的研究成果。

      戈登•贝尔奖评奖委员会主席、美国国家航空航天局艾姆斯研究中心的苏博哈什•塞尼博士说:“在我本人看来,‘戈登•贝尔奖’就是高性能计算领域的诺贝尔奖”。他高度评价了这项获奖工作,“隐式求解器的模拟能力大幅度超越显式求解器,令人印象深刻,我们仔细阅读了评奖论文,认为研究工作最终得奖实至名归。”

      戈登•贝尔奖评奖委员会副主席、日本东京工业大学的松岗聪教授对此项工作进行了深入点评,“作为评委,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;这项工作具有极高质量,此前从未有过在如此大规模下进行显、隐式求解器对比的研究,且展示了全隐式求解器在计算能力方面的优势;在项目初评阶段我们收到了此工作的评奖论文后已经觉得印象深刻,此后收到的更新稿更是超出想象。”就此项研究工作的意义,松岗聪强调,“当前中国已经赢得了超算领域最重要的指标,比如全球超算500强;赢得‘戈登•贝尔奖’最终表明中国在全球超算领域已经成为领导者之一,看一下中国提交的项目,入围的项目和最终获奖项目,这些都是会对科学和产业应用领域产生重大影响的项目。”

      该项成果是数学、计算机与应用领域完美结合的范例。此次获奖将极大地提升我国高性能计算应用领域研究人员团结协作挑战世界水平高难度问题的信心,成果有望将超高可扩展并行计算模型、算法和软件的核心技术应用于地球环境、航空航天、能源勘探、工业制造等更多大型科学与工程计算领域,具有重大的科学、经济和社会价值。



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