CCF HPC China 2021: 第八屆“國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件”專題論壇成功舉辦

　　2021 CCF 全國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)(CCF HPC China 2021)10月21-23日在珠海橫琴隆重舉行。本次大會(huì)以“智算賦能，共贏未來(lái)”為主題，旨在前瞻全球超算技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，匯聚創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，展示前沿學(xué)術(shù)結(jié)果，促進(jìn)超算產(chǎn)學(xué)研數(shù)字化升級(jí)轉(zhuǎn)型，打造全球化、開(kāi)放化、學(xué)術(shù)化交流平臺(tái)。

　　CCF HPC China 2021由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦，中國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)高性能計(jì)算專業(yè)委員會(huì)、珠海橫琴新區(qū)管理委員會(huì)、珠海市科技創(chuàng)新局、澳門大學(xué)、澳門科技大學(xué)共同承辦，北京并行科技股份有限公司、暨南大學(xué)、廣東琴智科技研究院有限公司、珠海大橫琴有限公司協(xié)辦。

　　在本次學(xué)術(shù)年會(huì)的第八屆“國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件”專題論壇上，國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件重要開(kāi)發(fā)單位齊聚一堂，共同探討國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件的現(xiàn)狀和發(fā)展瓶頸，需要得到什么樣的支持、如何進(jìn)行市場(chǎng)推廣、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等問(wèn)題，以期中國(guó)國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件能夠在多方支持下持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，在國(guó)際主流市場(chǎng)占有一席之地。

　　論壇上，鴻之微科技(上海)股份有限公司能源材料事業(yè)部總經(jīng)理李劍、西安電子科技大學(xué)副研究員、碩士生導(dǎo)師左勝、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心陳逸東博士、吉林大學(xué)物理學(xué)院教授王彥超、深圳十灃科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)周文韜，東華理工大學(xué)李長(zhǎng)圣博士，以及上海眼控科技股份有限公司科技研究院院長(zhǎng)閆正，依次分享了主題演講。

　　鴻之微科技(上海)股份有限公司能源材料事業(yè)部總經(jīng)理李劍作了題為《面向工業(yè)場(chǎng)景與前沿科技的國(guó)產(chǎn)多尺度材料模擬技術(shù)挑戰(zhàn)與進(jìn)展》的主題演講。李劍在演講中提到，變革材料研發(fā)方式，縮短材料從發(fā)現(xiàn)到進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間，一直以來(lái)是所有材料人的夙愿。如何實(shí)現(xiàn)面向工業(yè)場(chǎng)景需求的材料模擬軟件技術(shù)，一直是產(chǎn)業(yè)界極為關(guān)注的問(wèn)題;而實(shí)現(xiàn)面向前沿科技的材料模擬軟件也一直吸引了廣大科研人員的目光。恰逢國(guó)內(nèi)工業(yè)軟件發(fā)展的窗口期，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)自主核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)可控的工業(yè)軟件，并應(yīng)用于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域，為用戶創(chuàng)造價(jià)值，是所有產(chǎn)學(xué)研各界共同的良好愿望。李劍還在報(bào)告中介紹了采取升維視角回顧多尺度材料模擬軟件行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，多尺度材料模擬軟件技術(shù)進(jìn)展與挑戰(zhàn)，鴻之微多尺度仿真技術(shù)進(jìn)展與案例分享，云平臺(tái)助力多尺度材料仿真技術(shù)與科研生態(tài)建設(shè)等。

　　西安電子科技大學(xué)副研究員、碩士生導(dǎo)師左勝線上分享了《國(guó)產(chǎn)高性能電磁計(jì)算軟件LASPCEM》主題報(bào)告。在報(bào)告中，他講到，電磁仿真軟件在我國(guó)基本處于“人有我無(wú)”的瓶頸狀態(tài)。但是在國(guó)家科技重大專項(xiàng)的支持下，我們正致力于突破這一卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)，以形成我國(guó)核心技術(shù)自主可控的電磁仿真軟件。目前，我們?cè)陔姶殴�業(yè)軟件研制中已經(jīng)取得了整體進(jìn)展，并攻克了部分核心關(guān)鍵技術(shù)。電磁工業(yè)軟件在大型雷達(dá)天線仿真設(shè)計(jì)、導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)線分析等復(fù)雜工程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了重要應(yīng)用。

　　中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心陳逸東博士在論壇上介紹了高性能投資組合計(jì)算平臺(tái)——CNICPortfolio。他首先介紹國(guó)產(chǎn)投資組合計(jì)算軟件現(xiàn)狀與發(fā)展瓶頸：在高度不確定的金融市場(chǎng)環(huán)境下，社會(huì)保障基金、企業(yè)年金、養(yǎng)老金、主權(quán)財(cái)富基金和外匯儲(chǔ)備等參與資本市場(chǎng)投資都需要科學(xué)的投資管理決策和實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)控制支持。隨著金融科技戰(zhàn)略業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)金融應(yīng)用軟件的平臺(tái)化、個(gè)性化、智能化與高效率的要求越來(lái)越高。結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)多年學(xué)術(shù)研究與經(jīng)驗(yàn)，陳逸東討論了相關(guān)金融模型的進(jìn)展，及其分析與計(jì)算的理論和思想;探討了投資組合優(yōu)化模型、高性能計(jì)算以及人工智能技術(shù)在助力金融行業(yè)轉(zhuǎn)型、削弱信息不對(duì)稱，并有效控制風(fēng)險(xiǎn)以及降低金融機(jī)構(gòu)創(chuàng)新成本方面的重要性。隨后，陳逸東還基于金融領(lǐng)域典型問(wèn)題，介紹了國(guó)產(chǎn)高性能投資組合計(jì)算平臺(tái)CNICPortfolio的平臺(tái)能力與解決方案。

　　吉林大學(xué)物理學(xué)院教授王彥超分享了《基于無(wú)軌道密度泛函理論的ATLAS計(jì)算方法與軟件》主題報(bào)告。他講到，無(wú)軌道密度泛函理論(OF-DFT)是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，僅根據(jù)電子密度就可以精確求解多電子體系基態(tài)性質(zhì)的理論。同傳統(tǒng)基于軌道的Kohn-Sham密度泛函理論(KS-DFT)相比，由于不需要軌道(波函數(shù))信息，其計(jì)算量隨模擬體系的大小呈線性變化。因此OF-DFT可以突破傳統(tǒng)KS-DFT模擬尺度的極限(約千原子量級(jí))，成為適合于開(kāi)展包含百萬(wàn)以上原子的大尺度材料模擬的第一性原理計(jì)算方法。利用實(shí)空間有限差分方法，結(jié)合自主發(fā)展的動(dòng)能泛函和定域贗勢(shì)，發(fā)展出適合于大尺度材料計(jì)算的第一性原理ATLAS方法。并在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)同名計(jì)算軟件，受中國(guó)版權(quán)局的計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)保護(hù)(登記號(hào)：2016SR027209)。ATLAS方法和軟件的計(jì)算效率、精度和穩(wěn)定性已經(jīng)通過(guò)Mg、Al和Mg-Al合金體系進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證。ATLAS單核可開(kāi)展萬(wàn)原子量級(jí)材料的第一性原理計(jì)算，通過(guò)多核并行可實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)原子量級(jí)的第一性原理模擬。

　　深圳十灃科技有限公司市場(chǎng)總監(jiān)周文韜分享了《工業(yè)軟件研發(fā)和市場(chǎng) – 國(guó)際經(jīng)驗(yàn)和國(guó)產(chǎn)化借鑒》主題演講。他介紹到，國(guó)際領(lǐng)先的工業(yè)軟件的研發(fā)和市場(chǎng)化都經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的成長(zhǎng)和成熟期。由此發(fā)展積累的經(jīng)驗(yàn)很值得我們國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件從業(yè)者借鑒。周文韜從自身經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，首先介紹了國(guó)外工業(yè)軟件的研發(fā)管理流程和市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制，為同行們提供了參考。隨后還介紹了深圳十灃科技有限公司國(guó)產(chǎn)CAE軟件的研發(fā)成果，以及在風(fēng)電、電子、船舶等行業(yè)的市場(chǎng)化應(yīng)用現(xiàn)狀。

　　東華理工大學(xué)李長(zhǎng)圣博士進(jìn)行了《用于構(gòu)造變形研究的離散元數(shù)值模擬軟件ZDEM：理論、軟件與應(yīng)用》主題分享。隨著我國(guó)油氣地質(zhì)理論認(rèn)識(shí)和勘探實(shí)踐的逐步發(fā)展，油氣勘探已經(jīng)向盆地縱深轉(zhuǎn)移，如何開(kāi)展含油氣盆地深部構(gòu)造研究已是盆地構(gòu)造研究的前沿問(wèn)題。從離散元數(shù)值模擬的角度開(kāi)展定量化研究，可以為深部構(gòu)造解析提供定量化的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。離散元數(shù)值模擬對(duì)計(jì)算環(huán)境的要求很高，開(kāi)發(fā)一款適用于構(gòu)造變形研究的高性能離散元數(shù)值模擬軟件顯得尤為重要。隨后，他介紹了離散元原理以及基于OpenMP、CUDA的并行設(shè)計(jì)。他還分享了ZDEM在構(gòu)造模擬方面的應(yīng)用以及ZDEM的未來(lái)。

　　上海眼控科技股份有限公司閆正做了題為《GPU加速在天氣預(yù)報(bào)模式WRF中的實(shí)踐》報(bào)告。閆正指出，WRF模式是天氣預(yù)報(bào)中常用的數(shù)值模式，也是高性能計(jì)算領(lǐng)域TOP10的應(yīng)用之一。而 NVIDIA GPU作為TOP500前十超算的必備處理器，讓W(xué)RF高效運(yùn)行在GPU上是提高WRF計(jì)算效率的最有效辦法。GPU的架構(gòu)與CPU有很大不同，必須依照GPU特性優(yōu)化WRF模塊才能獲得更高的加速比。利用CUDA和OpenACC將WRF模式中的一整套物理過(guò)程移植到NVIDIA GPU上運(yùn)行，包括將最耗時(shí)的長(zhǎng)短波輻射模式完全用CUDA/C++重寫，采用更符合GPU特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法流程，使長(zhǎng)短波模塊加速比接近100倍，同時(shí)誤差保持在1e-6以下，顯示出 GPU加速在提升WRF模式計(jì)算效率應(yīng)用中擁有巨大的潛力。

　　最后，此次論壇主席兼主持人北京并行科技股份有限公司總經(jīng)理陳健博士在論壇總結(jié)上表示：國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件仍存在底層核心技術(shù)的不足，其涉及的不僅僅是軟件產(chǎn)品，背后還關(guān)系到復(fù)雜的專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)學(xué)、物理，這是一系列底層生態(tài)的構(gòu)建，需要長(zhǎng)期的巨大投入，生態(tài)打造依舊任重道遠(yuǎn)。而在大環(huán)境方面，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用軟件市場(chǎng)也開(kāi)始成熟，更多的企業(yè)愿意為正版軟件付費(fèi)，并且愿意使用國(guó)產(chǎn)軟件。再加上政策層面紅利不斷，我們可以看到，整體國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件市場(chǎng)的成熟度正在快速提高。期待第九屆國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件專題論壇與各位再次相見(jiàn)，共話國(guó)產(chǎn)應(yīng)用軟件的新發(fā)展。

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