情报收集、武器研制、天气预报，超级计算机无处不在。在第29届国际超级计算大会上，中科大曙光队首次参赛，即夺国际大学生超算竞赛总分亚军——

■ 本报记者 桂运安

近日，全球超算领域顶级盛会——第29届国际超级计算大会，在著名音乐家巴赫的故乡德国莱比锡落幕。大会期间，中国“天河二号”再次蝉联世界超级计算机500强榜首，夺得世界超级计算机“三连冠”；中科大曙光队首次参加国际大学生超算竞赛，便获得总分亚军。 “中国元素”频频闪耀，展示了中国领先世界的超算实力。

历尽艰辛捧得“世界杯”

“中科大首次参赛，便获得总分亚军，太棒了！ ”中科大曙光队总教练、计算机学院教授安虹满脸笑容，十分欣慰。国际大学生超算竞赛，由国际超级计算大会组委会、国际高性能计算咨询委员会联合举办，难度极大，堪称超算领域的“世界杯”。在初赛中，全球有100多支精英团队参赛，最终中科大曙光队等11支队伍进军决赛。

所谓超级计算机，就是功能超强、运算速度超快、存储容量超大的计算机，多用于国家高科技领域和尖端技术研究，是一个国家科技发展水平和综合国力的重要标志。这次蝉联世界超级计算机500强榜首的“天河二号”，运算峰值和持续运算速度分别达到每秒5.49亿亿次和每秒3.39亿亿次，其运算1小时相当于13亿人同时用计算器计算1000年。当前，超级计算机已广泛应用于国家安全、石油勘探、气象预报、航空航天等领域，成为国际竞争和科学研究的热点，2013年诺贝尔奖中，在物理、化学、生物医学3个领域中，都或多或少与超算有关。

安虹教授介绍，过去科研以理论分析、实验观察为主，现在已越来越多地依靠超级计算机，比如导弹精准制导、汽车碰撞试验、新药物研发、火灾研究、天气预报等。医学领域使用超级计算机，可以进行基因测序，从根本上破解人类生命“密码”，避免先天性疾病；过去新药物研发周期很长，使用超级计算机模拟实验，可以大大缩短研发时间。智能穿戴设备普及之后，超级计算机还可以实时监测个人健康情况，像感冒前兆、过度疲劳等症状，会获得及时提醒。而在情报搜集领域，超级计算机的超强计算和破解能力，更是不容小觑。

随着超级计算机的兴起，超算竞赛成为未来超算发展的“风向标”，也成为各国检验下一代超算人才的“试金石”。在本届国际大学生超算竞赛中，中、美、英、德、韩和南非、巴西的11支队伍进入决赛，其中包括拥有世界一流计算机科学及人工智能实验室的麻省理工队、去年总分冠军南非队，以及中科大、清华和上海交大3支中国队伍。中科大曙光队在所有应用优化中表现出色，得分始终处于绝对领先位置，可惜由于长途运输造成的设备故障，最终以微小差距惜败冠军南非队，清华大学队获得季军。 “虽然未能拿到冠军，但比赛锻炼了队伍，收获很大。 ”安虹教授说，参加这种顶级赛事可以大大激发同学们的学习热情，对提升中国计算机系统实践教育和超级计算机制造水平、促进计算机系统与应用科学交叉均具有重要意义。

国产服务器成竞争“利器”

“中科大曙光队首战告捷，充分展示了中国超算的研制、教育和科研水平。 ”安虹教授介绍，各个参赛队伍必须要在超算厂商支持下，自行搭建总功率不高于3000瓦的超级计算机，并在该平台上进行系统性能优化、给定应用预先优化、神秘应用现场优化等多项测试，获胜难度极大。“在激烈的角逐中，中国具有自主产权的国产服务器发挥了重要作用。”

“工欲善其事，必先利其器。 ”近年来，中国超级计算机高歌猛进，“曙光”“天河”系列计算机，20年前就被写入国务院政府工作报告，引起全世界关注。 10年前，中科曙光公司生产的“曙光4000A”，首次进入世界十大超级计算机之列。 2008年，“曙光5000A”再次进入世界前十。 2010年上半年，“曙光星云”夺得世界第二，并成为世界上第3台实测性能超千万亿次的超级计算机；下半年，国防科大研制的“天河一号”更是首次夺得世界第一“宝座”。从去年6月至今，“天河二号”已连续三次蝉联世界第一，此桂冠有望保持至少一年。

中科大曙光队成立于去年10月底，由6名本科生组成，其中5名来自计算机学院英才班、1名来自少年班。赛前，队员们经历了6个月高强度的艰苦训练，在中科曙光协助下共同完成参赛系统的设计和性能优化，并进行了并行算法分析与设计、应用程序的分析与优化等多项训练。 “我们为队伍量身定制了一款世界先进的刀片服务器，为最终取得好成绩奠定了硬件基础。 ”中科曙光副总裁杨福康表示，这一超算平台价值近百万元，具有体积小、速度快、功耗低等突出优势，而中科大曙光队是竞赛中唯一采用刀片服务器的队伍。为确保赛机的设计和生产，中科曙光专门为系统零配件供应、加工和费用审核开辟 “绿色通道”，并安排顶尖工程技术人员专门负责队员的指导和训练，帮助他们尽快熟悉和掌握先进的超算系统。

“训练中，我们接触到世界上最领先的超算平台，亲眼看到超级计算机是怎么造出来的，也鼓励我们未来做出更好的系统。 ”中科大曙光队队长贺松涛说，与国际超算领域顶尖科学家和工程技术人员远程或面对面交流，让队员们深深感受到超算的魅力。 “在测试和比赛中，队员们也反馈了很多宝贵意见，这将有助于推动国产超算平台的优化和改进。 ”安虹教授表示。

集体智慧造就超算精英

虽然与冠军擦肩而过，但队员们的表现让人“眼睛一亮”。特别是在应用优化中，中科大曙光队一直得分领先。比赛中，队员们的算法优化技巧、软硬件协同优化能力以及对于应用科学的深刻理解，令国际超算专家感到“难以置信”。 “曙光队有此优异表现，并不奇怪，因为每个人都不是一个人在战斗。 ”安虹教授笑言，“集体智慧”造就了这批超算精英。

超算竞赛涉及计算机、计算物理、计算化学等多个科学领域，覆盖应用、算法、系统、硬件等多个环节，“单打独斗”显然已经不适合新形势下的协同创新和发展。记者在采访中了解到，中科大曙光队背后有一个强大的 “智囊团”，除了得到中科曙光鼎力支持外，还获得中科大物理学院、地空学院和中科院力学所、计算所、网络中心专家的热心帮助。此外，为深刻了解和认识处理器芯片、高性能协处理器、互联网络硬件系统等世界上最新的设计技术，队员们还与因特尔等多个著名跨国公司工程技术人员进行深入交流并获得了不少帮助。

中科大就像一个微缩的中科院，在超算教育与科研领域实力雄厚，不仅拥有国家高性能计算中心（合肥），而且在超算研究和应用方面几乎涵盖计算机科学、计算科学与工程各个学科。“在专家的精心指导下，我们很快理解了应用软件的物理求解模型，掌握了应用分析和优化的重点和方向，节省了大量时间。”少年班队员朱晟菁说。

经过20年的发展，中国超级计算机在硬件上已达到国际领先水平，但在应用技术、人才储备上与发达国家相比仍有不小的差距。“在超算领域，人才是最重要的。 ”中科院计算机网络信息中心副主任迟学斌如是说。去年，中科大与中科曙光联合建立 “高效能计算机系统与应用教育培训基地”，以培养顶尖超算人才，促进计算机交叉学科发展，进而形成“产学研”联动平台。 “今后，希望双方共同努力，组织更多的科研实践活动，把大学生超算竞赛办成创新实践的品牌赛事，培养更多杰出人才，取得更多原创性科技成果。 ”中科大校长侯建国院士表示。
（本文配图：赵晶晶 摄） 赛前，中科大曙光队紧张训练。

近日，在国际大学生超算竞赛中，中科大曙光队夺得总分亚军。

安徽日报 2014年7月28日