“可擴(kuò)展大氣動(dòng)力模擬”聯(lián)合成果獲高性能計(jì)算應(yīng)用領(lǐng)域“戈登·貝爾”獎(jiǎng)
清華新聞網(wǎng)11月18日電 11月17日，在美國(guó)鹽湖城召開(kāi)的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)（SC2016）上，中科院軟件所楊超和清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系薛巍、地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心付昊桓等共同領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)所完成的“千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”獲得“戈登·貝爾”獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了該獎(jiǎng)創(chuàng)辦30年來(lái)我國(guó)在此大獎(jiǎng)上零的突破，成為我國(guó)高性能計(jì)算應(yīng)用發(fā)展的新里程碑。
“戈登·貝爾”獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)證書(shū)。
這一成果是由中科院軟件所、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系、清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心，聯(lián)合北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院、國(guó)家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心和國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心等單位共同完成。成果發(fā)表于今年的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，論文題目為《千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬》(10M-Core Scalable Fully-Implicit Solver for Nonhydrostatic Atmospheric Dynamics)，楊超、薛巍、付昊桓及清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系博士后甘霖為論文共同通訊作者，論文作者共12人、其中7人來(lái)自清華大學(xué)，包括計(jì)算機(jī)系鄭緯民教授和楊廣文教授（兼任國(guó)家超級(jí)計(jì)算無(wú)錫中心主任）。
領(lǐng)獎(jiǎng)現(xiàn)場(chǎng)，左起：清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系博士生王欣亮、計(jì)算機(jī)系博士后甘霖、地球系統(tǒng)科學(xué)研究中心副教授付昊桓。
圖為“千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”項(xiàng)目弱可擴(kuò)展性測(cè)試，及顯式隱式計(jì)算方法性能對(duì)比結(jié)果。
該研究設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種新的用于大氣動(dòng)力模擬的高可擴(kuò)展全隱式求解算法和軟件，世界上首次在大規(guī)模異構(gòu)眾核系統(tǒng)（神威·太湖之光）上實(shí)現(xiàn)了千萬(wàn)核可擴(kuò)展的高效并行求解，第一次在有效時(shí)間尺度完成了網(wǎng)格分辨率小于500米的大氣模擬。
成果在應(yīng)用與算法兩個(gè)層面實(shí)現(xiàn)了重大突破：在應(yīng)用層面，第一次證明了全隱式求解方法是構(gòu)建未來(lái)超高分辨率大氣模式一種有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇，該大氣動(dòng)力過(guò)程的模擬速度較美國(guó)下一代大氣模擬系統(tǒng)(GFDL開(kāi)發(fā)的AM3非靜力大氣模式)的計(jì)算效率提升近1個(gè)數(shù)量級(jí)，未來(lái)可應(yīng)用于高分辨率氣候模擬和高精細(xì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，提升預(yù)估、預(yù)報(bào)精度；在算法層面，實(shí)現(xiàn)了目前世界上第一個(gè)可擴(kuò)展到千萬(wàn)核、峰值效率超過(guò)6%的隱式求解器，較2015年“戈登·貝爾”獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)工作在并行度和峰值效率均提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，未來(lái)在航空、地學(xué)、能源等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性計(jì)算問(wèn)題中有著廣闊的應(yīng)用前景。
圖為“千萬(wàn)核可擴(kuò)展大氣動(dòng)力學(xué)全隱式模擬”項(xiàng)目核心算法流程。
“戈登·貝爾”獎(jiǎng)（ACM Gordon Bell Prize）設(shè)立于1987年，由美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)（Association for Computing Machinery, ACM）在每年11月所召開(kāi)的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上頒發(fā)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)世界并行計(jì)算研究的最新成果，特別是在高性能計(jì)算創(chuàng)新應(yīng)用方面的杰出成就。
與此同時(shí)，11月15日，由清華大學(xué)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的“神威·太湖之光”在今年全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上公布的500強(qiáng)榜單中再次蟬聯(lián)世界第一。11月16日，“神威·太湖之光”榮獲第三屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)·烏鎮(zhèn)峰會(huì)頒發(fā)的世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果獎(jiǎng)。
供稿：計(jì)算機(jī)系 地球科學(xué)中心 編輯：悸寔 襄樺 華山
