大咖云上齊聚 超算最佳應(yīng)用落地 CCF HPC China 2022影響力超越時空！

　　與“德國ISC”、“美國SC“并駕齊驅(qū)，被譽為世界三大超算盛會之一CCF HPC China來了。

　　第18屆CCF全國高性能計算學(xué)術(shù)年會(CCF HPC China 2022)于2022年12月12日-15日在線上舉行。由中國計算機學(xué)會主辦，中國計算機學(xué)會高性能計算專業(yè)委員會、齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)承辦，山東省計算中心(國家超級計算濟南中心)、濟南超級計算技術(shù)研究院、北京并行科技股份有限公司協(xié)辦。希望通過云端論壇、云端展覽、云端賽事、頒獎等多方案進行給大家?guī)�來一場空前的盛會�?/p>

　　本次大會旨在通過匯聚前沿學(xué)術(shù)成果，展示創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)，交流創(chuàng)造行業(yè)價值，促進超算技術(shù)應(yīng)用生態(tài)與科研、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化升級轉(zhuǎn)型，打造全球化、開放式HPC技術(shù)和學(xué)術(shù)共享交流平臺，促進信息化與工業(yè)化的深度融合，推動中國高性能計算的發(fā)展。

　　院士云集 引領(lǐng)高性能計算新趨勢

　　13-14日舉辦的主題演講可以說是代表了大會的精髓，今年大會從致辭到主題演講可謂是院士云集、干貨滿滿。在山東省副省長、中國工程院院士凌文，大會共同主席、中國工程院院士、CCF會士陳左寧，大會共同主席、齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)黨委書記王英龍以及CCF高性能計算專業(yè)委員會主任漆鋒濱開幕式致辭之后，大會上圖靈獎得主、中外院士、戈登貝爾獎獲得者等行業(yè)身具影響力人物，為行業(yè)發(fā)展指明方向。匯聚CCF、IEEE、ACM等國際協(xié)會Fellow和行業(yè)重磅嘉賓，前瞻創(chuàng)新學(xué)術(shù)和技術(shù)演進路徑。

　　在13日主題演講中，2021年圖靈獎獲得者Jack Dongarra通過研究高性能計算在過去十年中的變化表明這些變化已經(jīng)并將繼續(xù)對我們的數(shù)值科學(xué)軟件產(chǎn)生重大影響。為了有效可靠地使用(廣域)動態(tài)、分布式和并行環(huán)境，需要新一代軟件庫和算法。

　　高性能計算在海洋領(lǐng)域探索具有極為廣泛應(yīng)用,包括物理海洋、海洋地質(zhì)、海洋聲學(xué)和海洋生物等眾多方面。山東作為一個海洋大省，在未來海洋、未來城市等六大領(lǐng)域打造智慧未來產(chǎn)業(yè)研發(fā)中心，中國工程院院士王軍成分享了HPC+：構(gòu)建智慧海洋研究新范式的主旨演講。

　　中國科學(xué)院院士、北京航空航天大學(xué)計算機學(xué)院教授錢德沛回顧了幾十年來計算機使用方式的變遷，介紹了構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)的國家高性能計算基礎(chǔ)設(shè)施CNGrid的實踐。討論了在東數(shù)西算戰(zhàn)略工程背景下我國算力發(fā)展的新趨勢和國家算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展面臨的新的技術(shù)挑戰(zhàn)。并對我國計算基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的進一步發(fā)展提出了展望。

　　中國工程院院士、中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所學(xué)術(shù)委員會主任孫凝暉將討論算力作為信息基礎(chǔ)設(shè)施的若干思考，算力網(wǎng)的技術(shù)演進，計算所在第三代算力網(wǎng)上的幾個技術(shù)創(chuàng)新工作，以及信息高鐵——第三代算力網(wǎng)試驗場的實踐情況。

　　加拿大工程院院士Krishnaswamy Nandakumar分享了基于HPC的化學(xué)工藝開發(fā)制造創(chuàng)新。

　　中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、北京龍訊曠騰科技有限公司首席科學(xué)家，大尺度材料計算世界級領(lǐng)軍人物、美國物理學(xué)會會士、戈登貝爾獎首位華人獲獎?wù)咄袅滞�分享了，材料科學(xué)中的高性能計算展望。

　　2021年被稱為元宇宙元年，疫情加速了社會的虛擬化，人類從物理世界開始大規(guī)模向虛擬世界遷移。元宇宙是一個平行于現(xiàn)實世界，又獨立于現(xiàn)實世界的虛擬映射空間，虛擬世界的人工智能內(nèi)容生成、圖形實時交互顯示等離不開強算力的支持。超算、云計算和邊緣計算等技術(shù)為元宇宙提供了算力基礎(chǔ)。國家超級計算長沙中心副主任、長江學(xué)者彭紹亮分享了超算算力構(gòu)建元宇宙健康數(shù)字孿生的主題報告。

　　在14日，高性能計算和人工智能是推動科學(xué)進步的最基本工具，并已發(fā)展成為廣泛商業(yè)用途的主要數(shù)據(jù)處理引擎，托管各種用戶和應(yīng)用程序。HPC-AI咨詢委員會組織主席Gilad Shainer回顧新一代超級計算的最新發(fā)展。

　　蛋白質(zhì)是生命科學(xué)的基礎(chǔ)，對蛋白結(jié)構(gòu)的理解和設(shè)計可以幫助人們深入了解包括癌癥、遺傳病等諸多頑疾的發(fā)病機理，找到治療更精準(zhǔn)的路徑，并能極大提升創(chuàng)新藥、新材料、酶等蛋白質(zhì)產(chǎn)物的研發(fā)效率，降低成本。AI蛋白質(zhì)折疊技術(shù)奠基人、分子之心創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家許錦波分享AI蛋白質(zhì)研究的新進展。

　　聯(lián)合國最不發(fā)達國家技術(shù)銀行高級計劃顧問Ms. Ao Kong分享了計算創(chuàng)新和跨部門伙伴關(guān)系如何幫助最脆弱群體實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程系 副教授、碩士生導(dǎo)師袁小艷分享了超算數(shù)據(jù)中心余熱回收與工廠化農(nóng)業(yè)結(jié)合的分析的主題報告。MIAI Grenoble Alpes Prof. Denis Trystram分享面向并行和分布式系統(tǒng)的可持續(xù)資源管理器的主旨演講。

　　產(chǎn)業(yè)界傾情奉獻，打造高性能計算應(yīng)用新高地

　　除了院士、學(xué)者對高性能計算整個產(chǎn)業(yè)的洞察和前瞻，本次大會還邀請了華為、英特爾、AMD、阿里、戴爾、英邁、并行科技、北京超級云計算中心等數(shù)十家HPC領(lǐng)域頭部企業(yè)，從落地案例結(jié)合應(yīng)用產(chǎn)品等行業(yè)建設(shè)者角度，探討以高性能計算行業(yè)和鯤鵬生態(tài)計算產(chǎn)業(yè)為代表的多樣性算力行業(yè)價值和發(fā)展方向。

　　同樣在13日主題演講中，華為在高性能計算領(lǐng)域已經(jīng)有十多年的產(chǎn)品研發(fā)和生態(tài)發(fā)展積累，構(gòu)建了基于鯤鵬全棧的高性能計算能力。華為技術(shù)有限公司鯤鵬高性能計算總經(jīng)理張華分享了《共筑算力新生態(tài) 賦能數(shù)字新未來》主題演講。攜手伙伴在全國各地建立鯤鵬&歐拉生態(tài)創(chuàng)新中心，并推出‘智能基座’產(chǎn)教融合協(xié)同育人基地、鯤鵬科研創(chuàng)新使能計劃、鯤鵬眾智計劃等一系列生態(tài)合作項目，幫助伙伴、開發(fā)者和用戶孵化高性能計算應(yīng)用創(chuàng)新，助力區(qū)域產(chǎn)業(yè)升級和數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展。

　　會上，CCF高專委聯(lián)合華為、中國信通院以及產(chǎn)學(xué)研用機構(gòu)發(fā)布了《開放架構(gòu)HPC技術(shù)與生態(tài)》《高性能計算系統(tǒng)性能評價》和《超融合以太》涉及計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)三大產(chǎn)業(yè)白皮書，多維度呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)洞見和解決方案，通過解鎖新趨勢，來擁抱HPC無限可能。

　　算力是經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。算力網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)業(yè)務(wù)需求，在云、網(wǎng)、邊之間按需分配和靈活調(diào)度計算資源、存儲資源以及網(wǎng)絡(luò)資源的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施。東數(shù)西算工程將拉動綠色能源，節(jié)能減排，通信，網(wǎng)絡(luò)，算力網(wǎng)絡(luò)，云計算的顯著優(yōu)化和落地。面對這些機遇和挑戰(zhàn)，英特爾軟件技術(shù)副總裁、英特爾亞太研發(fā)有限公司總經(jīng)理謝曉清發(fā)表主旨演講，承諾開發(fā)更加可持續(xù)和開放的高性能計算解決方案，開放硬件，軟件生態(tài)，以及數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新的合作，助力行業(yè)復(fù)合型人才培養(yǎng)，支持產(chǎn)業(yè)合作伙伴和終端用戶不斷創(chuàng)新，共同推動先進綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)。

　　AMD大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān)劉文卓分享了AMD EPYC 開啟5納米算力新紀元的主題演講。演講中談到，在Zen核心制程上，AMD從14nm、7nm到5nm一直在不斷前進，AMD EPYC處理器也創(chuàng)造了多項世界紀錄。在當(dāng)前“雙碳”的背景下，通過架構(gòu)的改進和技術(shù)的創(chuàng)新來提高算力，進而助力數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的綠色低碳發(fā)展是AMD的核心任務(wù)。

　　并行科技打造的“超算云”服務(wù)模式，是為科研人員提供省心便捷的計算服務(wù)。目前在超算云、AI云、行業(yè)云、設(shè)計仿真云等領(lǐng)域積極聚集用戶真實需求。作為12年參加主題演講的并行科技董事長陳健，今天在大會上分享了《東數(shù)西算，超算中心新基建、新運營、新服務(wù)》的主旨報告。

　　隨著“雙碳”等國家級戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進，各行業(yè)對綠色算力的需求日益凸顯。聯(lián)想集團自2012年就投入低碳化算力平臺研發(fā)，憑借在高性能計算領(lǐng)域20余年的深耕，聯(lián)想集團已積累了豐富的實踐經(jīng)驗，掌握了大量安全高效、低碳節(jié)能的前沿技術(shù)并付諸應(yīng)用。聯(lián)想高性能計算與人工智能營銷總經(jīng)理于濤分享了新算力 新動能--聯(lián)想HPC綠色低碳計算。

　　阿里巴巴集團研究員、阿里云智能彈性計算&無影產(chǎn)品線負責(zé)人張獻濤分享了《CIPU、飛天與云超算的現(xiàn)在與未來》的主旨演講。當(dāng)前，主流的HPC應(yīng)用開始向云上遷移，云計算的出現(xiàn)有效降低了HPC的應(yīng)用門檻;HPC與大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)不斷融合，創(chuàng)造出更加豐富的應(yīng)用場景;多種超算服務(wù)形成互補，將技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展推向深入。

　　14日，嘉賓繼續(xù)精彩分享，自動駕駛、流媒體、人工智能、區(qū)塊鏈等應(yīng)用讓非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的潛力劇增，戴爾科技集團資深軟件研發(fā)總監(jiān)滕昱分享了《高性能對象數(shù)據(jù)湖 助力新型工作負載》的主題演講，重點介紹高性能對象數(shù)據(jù)湖對于高性能計算產(chǎn)業(yè)的價值。

　　北京超級云計算中心總經(jīng)理吳迪分享了《從可用到好用，算力服務(wù)加速科研創(chuàng)新》的主旨演講，2021年，“北京超算”連續(xù)兩年入圍中國HPC TOP100，連續(xù)兩次獲得“通用CPU算力性能第一名”，同時榮獲2021 AI Perf500榜單總量份額第一名，是中國第一家市場化運營的超算中心，目前服務(wù)用戶19萬余家，中心以超級云計算模式率先實現(xiàn)中國超算服務(wù)云計算化，完成行業(yè)應(yīng)用的 SaaS 化平臺，實現(xiàn)高端科研計算方法的全行業(yè)大面積推廣普及，為中國科研科技發(fā)展作出重要貢獻。

　　2022年度最佳應(yīng)用，打造中國超算新價值

　　在14日舉辦的“2022年度中國超算最佳應(yīng)用”入圍報告，展現(xiàn)了基于“神威”和“天河”高性能計算，我國科研人員在能源材料、電子器件、地表覆蓋制圖、海洋科學(xué)、催化材料篩選等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了新的應(yīng)用突破。

　　14號下午，經(jīng)過專家評議、現(xiàn)場投票，獲得“2022年度中國超算最佳應(yīng)用”的是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安虹教授“250萬原子高精度第一性原理復(fù)雜金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬”的研究成果。此外，湖南大學(xué)李肯立教授“基于天河新一代超級計算機的百萬催化材料篩選研究”、清華大學(xué)付昊桓教授“可完成小時級中國地表覆蓋制圖的弱監(jiān)督機器學(xué)習(xí)方法”以及中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系副教授、博士生導(dǎo)師黃生洪“基于新神威平臺的海底火山噴發(fā)與大氣物理化學(xué)全耦合模擬”的三項研究成果均獲得“2022年度中國超算最佳應(yīng)用提名”。

　　過去的三十年，大型復(fù)雜金屬體系的電子結(jié)構(gòu)第一性原理計算只能達到數(shù)萬個原子。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授安虹團隊發(fā)表的《250萬原子高精度第一性原理復(fù)雜金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬》，展示了在新一代神威系統(tǒng)上設(shè)計并實現(xiàn)了不連續(xù)伽遼金密度泛函理論(DGDFT)并行計算軟件swDGDFT。 swDGDFT允許在新一代“神威”超級計算機上使用3590萬核，計算具有250萬個原子(1720萬個電子)的復(fù)雜金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電子結(jié)構(gòu)。特別是，PEXSI的峰值性能可以達到64 PFLOPS(約5%的理論峰值)，這在稀疏問題直接求解中是前所未有的。這一成果使大尺度分子固體材料的量子力學(xué)模擬進入到介觀尺度，為設(shè)計下一代的能源材料和電子器件鋪平了道路。

　　地表覆蓋制圖是監(jiān)測和理解地表變化的關(guān)鍵任務(wù)，為全球變化研究、地球系統(tǒng)模擬、生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)、碳達峰碳中和監(jiān)測等諸多領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)�，F(xiàn)有的地表覆蓋制圖方法大多采用監(jiān)督分類器，在國家或者全球尺度的場景中，受限于分類標(biāo)簽的缺乏。清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系長聘教授，國家超級計算無錫中心副主任付昊桓團隊基于新一代神威超級計算機，提出了一種高可擴展的弱監(jiān)督分類方法，無需額外的人工標(biāo)注，即可完成大尺度的地表覆蓋任務(wù)，該方法可在一小時左右完成對中國全域的地表覆蓋制圖，并獲得10分類83.5%的分類精度和25分類72.6%的分類精度，相比此前的公開產(chǎn)品有5~7%的精度提升。

　　地震、火山、海洋和大氣是影響地球環(huán)境系統(tǒng)且相互關(guān)聯(lián)的主要因素。受研究領(lǐng)域的分工影響，目前針對地震、火山、海洋和大氣的預(yù)測和模擬系統(tǒng)是相對獨立的，如海洋和大氣運動一般是基于流體力學(xué)的模擬方法;而地震和火山模擬涉及巖石和板塊的運動和斷裂，一般采用基于固體力學(xué)的模擬方法。受限于數(shù)值方法和計算能力，尚未建立全耦合的模擬系統(tǒng)。針對此類緊密關(guān)聯(lián)的地震、火山、海洋和大氣活動，全關(guān)聯(lián)的耦合模擬系統(tǒng)有助于人類提前采取措施，降低自然災(zāi)害對地球環(huán)境和生態(tài)的影響程度。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代力學(xué)系副教授，博士生導(dǎo)師黃生洪以《基于新神威平臺的海底火山噴發(fā)與大氣物理化學(xué)全耦合模擬》的主題報告。利用新神威超算算力，針對印度洋和湯加海底火山噴發(fā)多相界面耦合復(fù)雜動力學(xué)過程，以及噴發(fā)的煙塵及溫室氣體、海嘯等對全球天氣和氣候及局部海洋區(qū)域的影響展開多尺度多學(xué)科綜合模擬。模擬捕捉到了從沖擊波、地震、海嘯、蘑菇云到后續(xù)6-7天的動力學(xué)全過程，初步獲得海洋、大氣、火山和地震全耦合的影響效應(yīng)，對于深化相關(guān)規(guī)律認知，建立我國在海洋科學(xué)領(lǐng)域里的先發(fā)優(yōu)勢具有重大的學(xué)術(shù)探索意義。

　　利用最新國產(chǎn)超級計算機來解決具有計算密集型特征的現(xiàn)實世界問題是目前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。以能源危機為代表，高效催化材料在替代能源開發(fā)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。面對巨大的材料結(jié)構(gòu)搜索空間和復(fù)雜的表面活性位點，湖南大學(xué)校黨委常委、副校長，教授、博士生導(dǎo)師李肯立基于天河新一代超級計算機的百萬催化材料篩選研究，實現(xiàn)了一個基于HPC+AI的高通量材料計算框架，能夠在18,106個節(jié)點上實現(xiàn)百萬催化材料的高通量篩選。對比國內(nèi)外同類工作，可以在一天內(nèi)完成其他研究者一年完成的候選催化材料篩選規(guī)模。本研究為促進替代能源的開發(fā)和高效可持續(xù)利用提供了新的高效方法。

　　四天70+論壇，聚焦“超算之美”、大數(shù)據(jù)、應(yīng)用SaaS化、高性能計算、超算存儲技術(shù)、可視分析、數(shù)值模擬、異構(gòu)計算、編程模型與優(yōu)化、稀疏矩陣計算、HPC開源軟件棧等多個前沿技術(shù)領(lǐng)域，并涉及生物醫(yī)藥、“量子計算”、東數(shù)西算、黃河流域超算協(xié)同、圖計算優(yōu)化等新應(yīng)用融合等話題還聚焦解析“東數(shù)西算”前沿?zé)狳c，從產(chǎn)業(yè)、技術(shù)、政策等多維角度前瞻行業(yè)。

　　一枝獨秀不是春，百花齊放春滿園。HPC China2022再次實現(xiàn)高性能計算領(lǐng)域的突破，產(chǎn)學(xué)研用等多個方面的深度融合，結(jié)合科技界、企業(yè)界、高校等眾多嘉賓帶來的落地案例，共同推動中國超算事業(yè)的健康發(fā)展。