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厉害了,中国科技:超算应用,中国何以卫冕—

发布时间:2017-12-03 阅读:

  神奇的是,中国科技:超级计算,为什么要捍卫中国 - 新闻 - 科学网

  北京时间11月17日,在美国丹佛举行的全球超级计算大会上,由清华大学地球系统科学系副教授傅浩焕主持的团队完成的非线性地震模拟应用获得了国际高应用领域高性能计算最高奖Gordon Bell奖,中国高性能计算应用获得此次蝉联奖。20日,清华大学地球系统科学系召开新闻发布会。

  Gordon Bell奖成立于1987年,是国际HPC应用的最高奖项,旨在鼓励采用超级计算机的计算能力。在过去的30年中,美国和日本的研究人员已经运行在美国泰坦超级计算机上,日本的北京超级计算机应用领域已经获得了这个奖项。去年,基于太湖的灯光应用,批准扩大大气动力学的隐含模拟,并在获得奖励30年后,在我国实现了零的突破。

  设计和实现高度可扩展的非线性地震模拟工具

  非线性地震模拟获奖成果,高度可扩展的非线性地震模拟工具的设计与实现,是超级计算机在地震灾害研究中的一次成功应用。

  即使在科学技术高度发达的今天,预测地震仍然是世界性的问题。地震等地质灾害对生命健康,经济和社会发展造成巨大破坏。他们不断驱使科学家和工程师学习,模拟甚至预测地震。这次非线性地震模拟项目首次实现了对1976年唐山地震的高分辨率精确模拟,使科学家能够更好地了解唐山地震造成的影响,对今后的地震预报等具有重要的参考意义学习。

  选择唐山地震源附近320公里312公里的空间区域,以0.001秒为时间单位,精确模拟地震后150秒内该地区的地质变化,分辨率达到到8米。频率可以达到18赫兹。分辨率越高,频率越高,地震模拟的精度就越高。可以模拟的地震的幅度越大,频率越高,高频信息的描述就越准确。在此之前,美国团队正在Titan超级计算机上进行地震模拟,分辨率和频率仅为20米和10赫兹。

  预测地震的主要难点在于同时预测时间,空间和地震烈度。然而,傅浩焕团队将地震预报问题转化为地震模拟的子问题,模拟了已知地区地震的时间和强度。余震预测,震级与频率的关系,基于地震过程场景模拟的震害预测等,难度大大降低,对防震预测具有重要意义。虽然地震是不可预测的,但是基于这种模式,我们期望量化每个地点在发生地震时的可能性,这对于防灾减灾和城市规划设计是非常重要的。傅浩欢说。

  基于我们自主研发的神威太湖超强计算能力

  非线性地震模拟基于神威太湖超级计算机强大的计算能力。由清华大学地球系统科学系,计算机系和山东大学,南方科技大学,中国科学技术大学,国家并行计算机工程与技术中心,国家超级计算中心和无锡中心组成。其他单位来完成。

  神威太湖灯位于江苏无锡滨湖区,是目前世界上最快的超级计算机,也是中国国产处理器建造的第一台超级计算机。其峰值计算性能达到每秒125.4亿次,持续性能达93亿次/秒,系统能效达60.51亿瓦特每瓦,标志着我国的超级计算机不再是单纯的速度取胜,而是在自主控制,峰值速度,持续性能,绿色指标等方面全面突破,实现了新的高度。

  在运营过程中,太湖的力量充分利用了国内处理器在存储和计算资源方面的优势,可实现高达18.9PFlops(1809亿teraflops)的非线性地震模拟,同时也是世界上第一个以实现了这样一个大规模高分辨率,高频率的非线性塑性地震模拟。

  这种有效的采集与研究小组的新算法是分不开的,为了达到超级计算机的最佳性能,研究小组设计了一套复杂的算法来解决超级计算机计算中存在的存储器带宽限制问题,超过15PFlops(1亿次每秒5 petaflops)的持续表现,这款超级计算机可谓更为强大。

  目前申请的戈登·贝尔入围三份申请,其中两份来自中国。除了非线性地震模拟,还有一个基于双威湖太湖照明系统的全面全球气候模式的高性能模拟。

  超级计算机应用涉及航空航天,工业设计,生物医药等诸多领域

  超级计算是基础工程,是国家科技实力的体现,在科学和工程领域应用最早,应用效果最为明显,加上理论研究和科学实验,超级计算已经成为人类探索未知世界的三大科学手段,被誉为科学发现的第三支柱,傅浩欢说。

  超级计算机也被称为国家重型机械,是解决重大工程和科学问题不可或缺的工具。也是解决国家经济建设,社会发展和国防建设等重大难题的重要手段。超级计算机的可持续发展,与行业,学科发展相结合,需要专业人员,跨领域的团队共同努力。国家超级计算机无锡中心主任,清华大学计算机科学与技术系杨光文教授介绍了应用,以真正发挥超级计算能力。

  目前,神威太湖光源在生物技术,航空航天,气象与气候,材料科学,海洋环境,机器学习,电磁仿真,工业设计,金融计算,生物医药,环境工程和石油等19个领域的应用勘探。全国重大科技应用,先进制造业等领域已完成数百项清理任务。去年完成了200多万项任务,平均每天完成近7000项任务。这些应用既代表了黑色技术发展的未来方向,如小型太阳能人造核聚变理论和实验模拟;有C919大型飞机等重大项目的各种飞行状态模拟宇航员系列航天器的飞行状态;以及与老百姓生活有关的动画,山东的一家公司制作动画的能力非常出色,不仅使动画渲染更加逼真,而且大大缩短了生产周期,未来很可能会依靠神力太湖计算大国制作的国产动画大片杨光文说。

  国家超级无锡中心仍在考虑如何为当地经济服务。江苏是一个大制造业大省。如何帮助制造业实现创新是我们考虑的重要应用方向。杨光文说,他们还是要建成产业技术创新中心。目前,中国大部分的制造业应用都是国外的商业软件。在这方面,无锡的中心也在布局。例如,格林威治智慧风电场平台是以Vision能源为基础建设的,同时也是在汽车制造,造船和新药研究方面的研究和开发。

  杨光文说,未来太湖的力量将聚焦世界重大科技需求,并将继续提供高性能的计算应用和服务,为世界的技术创新做出贡献,支持太湖的发展。国家高性能计算战略和创新型国家建设,先进制造业等领域发挥着重要作用。

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