中國基於「神威·太湖之光」的超算研究,再次斬獲最高榮譽「戈登...

2020-12-25 雷鋒網

雷鋒網 AI 科技評論消息,在 11 月 17 日凌晨,在美國丹佛舉行的全球超級計算大會(SC2017)上,2017 年國際高性能計算應用領域最高獎「戈登·貝爾」獎(ACM Gordon Bell Prize)提名中,基於「神威·太湖之光」的應用成果又有兩項入圍。最終,「非線性地震模擬」獲得國際高性能計算應用領域最高榮譽——「戈登貝爾」獎。

2017年「 戈登·貝爾」 頒獎現場

via 清華大學

「戈登·貝爾」認可每年在科學、工程、大數據分析方面並行計算創新應用所取得的進步。本獎項或對在重大科學和工程問題的可拓展性和時間解決方案上取得的特殊成就進行表彰獎勵。

據雷鋒網 AI 科技評論了解,今年戈登貝爾獎共有三篇論文入圍,其中有兩篇來自中國,且都是基於「神威·太湖之光」應用的論文。一篇論文研究名為「全球氣候模式的高性能模擬」,第一作者為清華大學地球系統科學研究中心付昊桓。研究將整個社區大氣模型 Community Atmosphere Model (CAM) 重構優化到「神威·太湖之光」系統中,並提供一個千萬億次級彆氣候模型演示。

另一篇則論述在「神威·太湖之光」上建立高效地震仿真平臺的工作,這份工作也最終斬獲最高榮譽。

「非線性地震模擬」是由清華大學地球系統科學系、計算機系與山東大學、南方科技大學、中國科學技術大學、國家並行計算機工程技術研究中心和國家超級計算無錫中心等單位共同完成。成果發表於今年的全球超級計算大會上,論文題目為《基於神威太湖之光的 18.9-Pflops 非線性地震模擬:實現對 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)。

清華大學地球系統科學系付昊桓為論文第一作者,清華大學地球系統科學系付昊桓,計算機系何聰輝、薛巍以及南方科技大學陳曉非院士為論文共同通訊作者。作者還包括清華大學楊廣文、陳炳煒,山東大學殷澤坤、張庭堅、劉衛國,南方科技大學張振國,中國科學技術大學張文強,國家並行計算工程技術研究中心尹萬旺等。

以下為清華大學提供的論文概要:

地震對社會的生命,經濟和環境都產生了巨大的破壞。即使是科技高度發達的今天,預測地震仍然是世界性難題。地震巨大的破壞和毀滅能力不斷驅動著科學家和工程師們去研究和模擬甚至預測地震。大地震的模擬日益精確,不僅能為地震之後次生災害發生前的避難和疏散起到關鍵作用,也能為地震預測的研究提供至關重要的幫助,更進一步也可為人類與自然災害的抗爭做出重大貢獻。

地震模擬工具可以實現對地震發生過程的重現與預測模擬,是科學家理解地震發生與傳播規律的重要手段,對於降低與預防地震災害所帶來的巨大損失具有重要作用。而對於工程師來說,地震模擬結果還可以與其它的技術結合,用於對地震高發區的各項基礎設施進行合理規劃與設計,以提升城市規劃的安全性,防患於未然。

基於神威太湖之光超級計算機的強大計算能力,項目團隊成功地設計實現了高可擴展性的非線性地震模擬工具。該工具充分發揮國產處理器在存儲、計算資源等方面的優勢,可以實現高達 18.9PFlops 的非線性地震模擬,也是國際上首次實現如此大規模下的高解析度、高頻率的非線性可塑性地震模擬。該工具首次實現了對唐山大地震(M7.8, 1976)發生過程的高解析度精確模擬,使得科學家可以更好地理解唐山大地震所造成的影響,並對未來地震預防預測等研究具有重要的借鑑意義。

這並非清華團隊第一次摘獲此獎項。2016 年 11 月 17 日,由中科院軟體所楊超和清華大學計算機系薛巍、地球系統科學研究中心付昊桓等共同領導的團隊所完成,運行於神威太湖之光的應用「千萬核可擴展大氣動力學全隱式模擬」獲得「戈登貝爾」獎。這也是中國首次獲得這一獎項。雷鋒網也做過大量報導,詳見底部相關文章。

值得一提的是,據雷鋒網 AI 科技評論了解,在 11 月 13 日,「TOP500」網站發布第五十期超級計算機榜單,基於國產眾核處理器的「神威·太湖之光」超級計算機以每秒 12.5 億億次的峰值計算能力以及每秒 9.3 億億次的持續計算能力,再次斬獲全球超級計算機排名榜單 TOP500 第一名。本次奪冠也實現了「神威·太湖之光」超級計算機的「四連冠」。這也是包括「天河二號」「神威·太湖之光」等我國國產超算系統在世界超級計算機冠軍寶座的十連冠。「神威·太湖之光」由國家並行計算機工程技術研究中心研製,安裝在國家超級計算無錫中心,清華大學計算機系楊廣文教授及團隊負責運營。

本次中國超級計算機的上榜總數也反超美國,500 強榜單中,中國佔了 202 臺,美國有 143 臺。這也是 25 年來,美國計算機上榜數量最少的一次。此外,中國超算的總性能也超越美國,佔該榜單總處理能力的 35.4%,美國則佔 29.6%。

超級計算機,被稱為「國之重器」,超級計算屬於戰略高技術領域,是世界各國競相角逐的科技制高點,也是一個國家科技實力的重要標誌之一。今年的全球超級計算大會上,基於「神威·太湖之光」的應用成果有兩項入圍,並最終摘得這一領域的最高榮譽,著實表明了中國在超算領域的突出成就與領先地位。

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