科技部:“高性能計算”重點專項重點研究任務(wù)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(yù)評審、正式申報、視頻答辯評審、項目預(yù)算 評估及 項目任務(wù)書簽訂等環(huán)節(jié)，高技術(shù)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(wù)進行了部署。

　　該重點專項的總體目標(biāo)是突破E級計算機核心技術(shù)，依托自主可控技術(shù)，研制滿足應(yīng)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(lǐng)先水平。研發(fā)一批關(guān)鍵領(lǐng)域/行業(yè)的高性能計算應(yīng)用軟件，建立國家級高性能計算應(yīng)用軟件中心，構(gòu)建高性能計算應(yīng)用生態(tài)環(huán)境。建立具有 世界一流資源能力和服務(wù)水平的國家高性能計算環(huán)境，促進我國計算服務(wù)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(yīng)用軟件研發(fā)、高性能計算環(huán)境研發(fā) 3個技術(shù)方向，專項共設(shè)置了21個重點研究任務(wù)，實施時間至2020年底。

　　2016年，專項啟動10個任務(wù)，主要包括新型高性能互連網(wǎng)絡(luò)、E級計算機關(guān)鍵技術(shù)驗證系統(tǒng)、總體技術(shù)及評測技術(shù)與系統(tǒng)研究、適應(yīng)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(yīng)用高性能數(shù)值裝置原型系統(tǒng)研制及應(yīng)用示范、重大行業(yè)高性能應(yīng)用軟件系統(tǒng)研制及應(yīng)用示范、科學(xué)研究高性能應(yīng)用軟 件系統(tǒng) 研制及應(yīng)用示范、E級高性能應(yīng)用軟件編程框架研制及應(yīng)用示范、國家高性能環(huán)境計算服務(wù)化機制與支撐技術(shù)體系研究、基于國家高性能計算環(huán)境的服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)等 方面的研究內(nèi)容。高技術(shù)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(zhǔn)化管理，加強項目的協(xié)調(diào)互動和整體推進，確保項目任務(wù) 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(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用示范三個方面。

　　整個專項的總體項目“總體技術(shù)及評測技術(shù)與系統(tǒng)”將開展專項發(fā)展戰(zhàn)略和總體技術(shù)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(zhǔn)測試程序。項目還要研究并制定高性能計算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　前沿基礎(chǔ)研究 “面向E級高性能計算機的新型高性能互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究”和“適應(yīng)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(yīng)E級計算機要求 的高性能互連技術(shù)，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(yīng)E級計算的可計算建模方法和計算方法，結(jié)合超高精度醫(yī)學(xué)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(yīng)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(guān)鍵技術(shù)原型系統(tǒng)預(yù)研方面立項3個項目，將在E級機體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)軟件和典型應(yīng)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(shù)路線和手段。3個項目將采用不同的技術(shù)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(yīng)用方面，啟動了2個數(shù)值裝置、4個行業(yè)與領(lǐng)域應(yīng)用軟件和一個應(yīng)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(shè) 計的氣動力、結(jié)構(gòu)強度以及流固耦合優(yōu)化等軟件，形成面向飛機設(shè)計優(yōu)化的數(shù)值模擬系統(tǒng)，并在真實飛機設(shè)計的應(yīng)用中得到驗證。“地球系統(tǒng)模式的改進、應(yīng)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(yīng)用。4個并行應(yīng)用軟件覆蓋復(fù)雜工程力學(xué)、流體機械設(shè)計、海洋環(huán)境數(shù)值模擬和材 料科學(xué)等領(lǐng)域，分別針對領(lǐng)域問題研發(fā)并行應(yīng)用軟件，解決應(yīng)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(yīng)用軟件編程框架研制及應(yīng)用示范”項目將研發(fā)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、無結(jié)構(gòu)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(yīng)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(guān)鍵技術(shù)與支撐技術(shù)體系項目和5項基于國家高性能計算環(huán)境的服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)項目。“國家高性能 計算環(huán) 境服務(wù)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(wù)與運行機制及技術(shù)支撐手段，開發(fā)支持環(huán)境服務(wù)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(wù)系統(tǒng)項目包括兩個行業(yè)集成業(yè)務(wù)平臺項目、兩個領(lǐng)域應(yīng)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(xué)優(yōu)化設(shè)計平臺研發(fā) 與應(yīng)用示范”和”基于自主創(chuàng)新的石油地震勘探行業(yè)應(yīng)用平臺”兩個項目將針對相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用問題，建立行業(yè)業(yè)務(wù)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(yīng)用服務(wù)社區(qū)”和“工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)化設(shè)計服務(wù)社區(qū)開發(fā)與應(yīng)用”兩個應(yīng)用社區(qū)項目將研發(fā)和集成藥物研發(fā)、工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計方面的軟件，形 成領(lǐng)域軟件資源庫，開發(fā)應(yīng)用社區(qū)系統(tǒng)軟件，建立應(yīng)用社區(qū)，提供服務(wù)。“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(xué)生、研究生的高性能計算教學(xué)軟件，建立提供豐富高性能計算教學(xué)資源和計算資源的平臺，并向大學(xué)生和研究生提供免費的計算機時。