清華領(lǐng)銜斬獲高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎“戈登•貝爾”獎

17日凌晨，在美國丹佛舉行的全球超級計算大會(SC2017)上，由清華大學地球系統(tǒng)科學系副教授付昊桓等共同領(lǐng)導的團隊所完成的“非線性地震模擬”獲得國際高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎“戈登•貝爾”獎(ACM Gordon Bell Prize)。

頒獎現(xiàn)場，從左至右：“戈登·貝爾”獎評委會主席Subhash Saini，地學系副教授付昊桓，計算機系博士生何聰輝、陳炳煒，計算機系副教授薛巍，山東大學教授劉衛(wèi)國，以及ACM主席。

該成果是由清華大學地球系統(tǒng)科學系、計算機系與山東大學、南方科技大學、中國科學技術(shù)大學、國家并行計算機工程技術(shù)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(fā)表于今年的全球超級計算大會上，論文題目為《基于神威太湖之光的18.9-Pflops非線性地震模擬：實現(xiàn)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)，付昊桓為論文第一作者，清華大學的付昊桓、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。

獲獎證書

基于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(shè)計實現(xiàn)了高可擴展性的非線性地震模擬工具。該工具充分發(fā)揮國產(chǎn)處理器在存儲、計算資源等方面的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)高達18.9PFlops的非線性地震模擬，也是國際上首次實現(xiàn)如此大規(guī)模下的高分辨率、高頻率的非線性可塑性地震模擬。該工具首次實現(xiàn)了對唐山大地震(M7.8, 1976)發(fā)生過程的高分辨率精確模擬，使得科學家可以更好地理解唐山大地震所造成的影響，并對未來地震預(yù)防預(yù)測等研究具有重要的借鑒意義。

除此之外，由付昊桓為第一作者的“全球氣候模式的高性能模擬”研究也入圍“戈登·貝爾”獎，兩項研究占據(jù)了該獎2017年最后獲提名總數(shù)的2/3。全球氣候模式是理解全球氣候變化規(guī)律、預(yù)測與預(yù)防未來極端氣候災(zāi)害的重要工具。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，全球氣候模式所包含的研究內(nèi)容也變得更加豐富，由此帶來了海量的模擬數(shù)據(jù)、巨大的模擬區(qū)域、以及復雜的變化過程等諸多問題。這些特征也使得實現(xiàn)高分辨率、高可擴展性與高性能的氣候模式模擬變得更加具有挑戰(zhàn)性;對優(yōu)化方法、計算機性能等都提出了全新的要求。針對這些挑戰(zhàn)，由清華大學、北京師范大學和山東大學組成的聯(lián)合研究團隊，根據(jù)神威太湖之光超級計算機的系統(tǒng)特點，設(shè)計了從進程到線程的一整套優(yōu)化方案，并對具有海量代碼任務(wù)的經(jīng)典大氣模式CAM進行了重構(gòu)設(shè)計，將其成功地移植到了國產(chǎn)平臺上，實現(xiàn)了千萬核規(guī)模下25公里分辨率的模擬和每天3.4模式年的計算性能;對于模式的動力框架部分，更是實現(xiàn)了千萬核規(guī)模下750米的分辨率能力，以及3.3PFlops的計算性能?；谠摴ぷ鞯难芯砍晒?，研究團隊實現(xiàn)了對卡特里娜颶風整個生命周期的準確模擬。作為對真實應(yīng)用的大規(guī)模數(shù)值模擬，該工作的成功完成對于未來面向E級(百億億次)計算系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展具有重要借鑒意義，并在程序設(shè)計、優(yōu)化方法等方面提供了寶貴的經(jīng)驗。

未來，清華大學地球系統(tǒng)科學系將立足自身學科特點，推動我國地球系統(tǒng)模式與高性能計算的學科交叉和合作研究，培養(yǎng)面向地球系統(tǒng)模式發(fā)展的青年人才。依托神威太湖之光超級計算機，清華大學的科研團隊也將繼續(xù)在生物醫(yī)藥、機器學習、航空航天、工業(yè)制造、氣候模擬、新材料和新能源等多學科領(lǐng)域交叉，支持國家重大科技應(yīng)用、先進制造等領(lǐng)域解算，開展更多具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用課題。

清華大學負責運營的“神威·太湖之光”在今年全球超級計算大會上公布的500強榜單中衛(wèi)冕世界第一。

高性能計算應(yīng)用最高獎——“戈登•貝爾”獎，設(shè)立于1987年，由美國計算機協(xié)會于每年11月在美國召開的超算領(lǐng)域頂級會議頒發(fā)，旨在獎勵時代前沿的并行計算研究成果，特別是高性能計算創(chuàng)新應(yīng)用的杰出成就，被譽為“超級計算應(yīng)用領(lǐng)域的諾貝爾獎”。