科技部:“高性能計算”重點專項重點研究任務已完成部署

　　國家重點研發(fā)計劃“高性能計算”重點專項經(jīng)過兩年的戰(zhàn)略研究及論證，于2016年正式啟動。經(jīng)形式審查、預評審、正式申報、視頻答辯評審、項目預算 評估及 項目任務書簽訂等環(huán)節(jié)，高技術中心順利完成了“高性能計算”重點專項首批19個項目的立項工作，對10個重點研究任務進行了部署。

　　該重點專項的總體目標是突破E級計算機核心技術，依托自主可控技術，研制滿足應用需求的E級(百億億次級)高性能計算機系統(tǒng)，使我國高性能計算機的 性能在 “十三五”末保持世界領先水平。研發(fā)一批關鍵領域/行業(yè)的高性能計算應用軟件，建立國家級高性能計算應用軟件中心，構建高性能計算應用生態(tài)環(huán)境。建立具有 世界一流資源能力和服務水平的國家高性能計算環(huán)境，促進我國計算服務業(yè)發(fā)展。圍繞E級高性能計算機系統(tǒng)研制、高性能計算應用軟件研發(fā)、高性能計算環(huán)境研發(fā) 3個技術方向，專項共設置了21個重點研究任務，實施時間至2020年底。

　　2016年，專項啟動10個任務，主要包括新型高性能互連網(wǎng)絡、E級計算機關鍵技術驗證系統(tǒng)、總體技術及評測技術與系統(tǒng)研究、適應于百億億次級計算 的可計算物理建模與新型計算方法、重大行業(yè)應用高性能數(shù)值裝置原型系統(tǒng)研制及應用示范、重大行業(yè)高性能應用軟件系統(tǒng)研制及應用示范、科學研究高性能應用軟 件系統(tǒng) 研制及應用示范、E級高性能應用軟件編程框架研制及應用示范、國家高性能環(huán)境計算服務化機制與支撐技術體系研究、基于國家高性能計算環(huán)境的服務系統(tǒng)研發(fā)等 方面的研究內容。高技術中心將發(fā)揮自身的優(yōu)勢，組建專項管理辦公室和總體專家組，對項目實施分類精準化管理，加強項目的協(xié)調互動和整體推進，確保項目任務 的順利完成。

　　通過專項的組織實施，“高性能計算”重點專項2016年度啟動的19個項目覆蓋前沿基礎研究、共性關鍵技術研究和應用示范三個方面。

　　整個專項的總體項目“總體技術及評測技術與系統(tǒng)”將開展專項發(fā)展戰(zhàn)略和總體技術方案的研究，研究對E級機進行評價的評測方法，研發(fā)評測系統(tǒng)和基準測試程序。項目還要研究并制定高性能計算相關標準。

　　前沿基礎研究 “面向E級高性能計算機的新型高性能互連網(wǎng)絡技術研究”和“適應于E級計算的可計算物理建模與新型計算方法”2個項目。前者主要是探索適應E級計算機要求 的高性能互連技術，在速度、功耗、可擴展性等方面滿足E級系統(tǒng)互連的要求。后者研究適應E級計算的可計算建模方法和計算方法，結合超高精度醫(yī)學影像重建、 核聚變中的磁流體穩(wěn)定性、血栓形成機理和超高建筑抗震分析等四個應用問題開展建模和共性算法的研究，并對共性算法進行優(yōu)化。

　　E級系統(tǒng)全面研發(fā)開始之前的E級計算機關鍵技術原型系統(tǒng)預研方面立項3個項目，將在E級機體系結構、關鍵技術、系統(tǒng)軟件和典型應用驗證等方面開展探 索性的 研究，探索實現(xiàn)E級系統(tǒng)的可能的技術路線和手段。3個項目將采用不同的技術方案，為下一步E級系統(tǒng)的研發(fā)摸索經(jīng)驗。項目的成果也將成為遴選E級機研發(fā)團隊 的依據(jù)。

　　在高性能計算應用方面，啟動了2個數(shù)值裝置、4個行業(yè)與領域應用軟件和一個應用軟件編程框架的研發(fā)。“數(shù)值飛行器原型系統(tǒng)研發(fā)”項目將研發(fā)面向飛機 優(yōu)化設 計的氣動力、結構強度以及流固耦合優(yōu)化等軟件，形成面向飛機設計優(yōu)化的數(shù)值模擬系統(tǒng)，并在真實飛機設計的應用中得到驗證。“地球系統(tǒng)模式的改進、應用開發(fā) 和高性能計算”項目將研發(fā)地球系統(tǒng)數(shù)值模擬系統(tǒng)，支持地球系統(tǒng)模式的研究和應用。4個并行應用軟件覆蓋復雜工程力學、流體機械設計、海洋環(huán)境數(shù)值模擬和材 料科學等領域，分別針對領域問題研發(fā)并行應用軟件，解決應用問題，并在數(shù)十萬核的并行計算規(guī)模達到良好的并行效率。

　　“E級高性能應用軟件編程框架研制及應用示范”項目將研發(fā)結構網(wǎng)格、非結構網(wǎng)格、無結構組合幾何計算、有限元計算和非數(shù)值圖計算等5個編程框架，在E級機和兩臺100PF高性能計算機上進行部署，支持40個并行應用軟件的研發(fā)。

　　在高性能計算環(huán)境研發(fā)方向啟動了1項國家高性能計算環(huán)境關鍵技術與支撐技術體系項目和5項基于國家高性能計算環(huán)境的服務系統(tǒng)研發(fā)項目。“國家高性能 計算環(huán) 境服務化機制與支撐體系研究”項目將研究國家高性能環(huán)境新的服務與運行機制及技術支撐手段，開發(fā)支持環(huán)境服務化運行的軟件平臺，并提升和優(yōu)化環(huán)境的資源及 其管理。服務系統(tǒng)項目包括兩個行業(yè)集成業(yè)務平臺項目、兩個領域應用社區(qū)項目和1個高性能計算教育實踐平臺項目。“面向航天行業(yè)的工程力學優(yōu)化設計平臺研發(fā) 與應用示范”和”基于自主創(chuàng)新的石油地震勘探行業(yè)應用平臺”兩個項目將針對相關行業(yè)的應用問題，建立行業(yè)業(yè)務的集成平臺，提供行業(yè)用戶使用。“基于國家高 性能計算環(huán)境的生物醫(yī)藥應用服務社區(qū)”和“工業(yè)產品創(chuàng)新優(yōu)化設計服務社區(qū)開發(fā)與應用”兩個應用社區(qū)項目將研發(fā)和集成藥物研發(fā)、工業(yè)產品設計方面的軟件，形 成領域軟件資源庫，開發(fā)應用社區(qū)系統(tǒng)軟件，建立應用社區(qū)，提供服務。“基于國家高性能計算環(huán)境的教育實踐平臺”將研發(fā)面向大學生、研究生的高性能計算教學軟件，建立提供豐富高性能計算教學資源和計算資源的平臺，并向大學生和研究生提供免費的計算機時。