2022-08-16
8月13日，超算大应用技术研讨会在国家超级计算深圳中心顺利召开。本次研讨会由国家超算深圳中心和华为技术有限公司联合举办。研讨会邀请了北京大学、中国科学技术大学、中国科学院计算技术研究所、中国科学院过程工程研究所和中科院计算机网络信息中心等单位的十多位专家参与研讨。市科技创新委钟海副主任、重大专项处席卫忠处长出席指导。
市科创委钟海副主任指出，深圳科技创新生态建设正多层面全面推进，超算应用生态建设，至关重要，也必须大力推进。他期待华为和超算一道，在机器研制、应用生态、合作创新等方面，取得丰硕成果。
北京大学杨超教授领衔国内研究团队首次代表中国获得国际高性能计算应用领域最高奖“戈登贝尔奖”。其团队设计并开发了一种新的用于大气动力框架的高可扩展全隐式求解器，是世界上首次在大规模异构系统上实现了高效和千万核可扩展的全隐式求解，该算法的计算效率比当时国际上同类问题最高水平提升了近一个数量级。杨超教授还介绍了目前正在开展的UniSolver多物理仿真软件，可实现跨平台、多物理场耦合的高性能模拟。
中国科学院计算技术研究所贾伟乐副研究员介绍了团队2020年戈登贝尔获奖工作，贾老师分析了目前第一性原理计算在研究大规模体系中存在的问题，并介绍了团队如何通过HPC+AI+物理模型首次在保持第一性原理精度的前提下实现了1亿个原子的高效分子动力学模拟。贾老师还分享了目前的最新进展，通过对模型的优化、内存数据布局方式的调整等方式，相比2020年获奖工作，计算体系规模提高了100倍，同时计算速度提高了10倍。
中国科学技术大学肖建元副研究员以“多架构大规模并行保辛结构电磁全动理学等离子体模拟”为题介绍了高性能、高度长期保守的磁约束聚变等离子体全动理学PIC模拟。肖老师团队基于Scheme语言开发了一套适用于主-从架构的领域专用语言PSCMC，用其实现了大规模并行保辛结构PIC程序SymPIC，该程序具有高并行可扩展性、高单节点性能、长时间守恒性等优点，对于目前先进大规模GPU、众核、加速卡集群具有高度可移植性。在针对磁约束核聚变等离子的模拟中，SymPIC软件以较高的并行效率实现了111万亿粒子、257亿网格网格的模拟。
中国科学院计算技术研究所商红慧副研究员于线上以“千万核可扩展第一性原理算法发展和软件开发”为题介绍了杨金龙院士课题组的国产开源第一性原理计算软件包HONPAS，该软件基于数值原子轨道基组，具有包括杂化泛函在内的多个独立的线性标度电子结构计算模块，可实现上万原子的杂化泛函计算，并且支持国产超算的千万核并行。此外，HONPAS结合最新发展的算法，浮点效率有望突破1 EFOLP/s。
中国科学技术大学胡伟研究员介绍了基于间断有限元密度泛函理论的第一性原理计算软件DGDFT，团队通过自适应局域基组构建大体系的稀疏哈密顿量矩阵，结合高效并行算法，同时实现高精度和低标度，并在神威•海洋之光超级计算机上实现了体系更准（平面波精度）、 更大（两百万原子）、 更快（并行计算四千万核心和60%并行效率）的目标。尤其值得一提的是，该研究目前是已知国内唯一入围2022戈登贝尔奖。
中国科学院过程工程研究所的葛蔚研究员于线上作了题为“多相复杂系统的多尺度模拟与高性能计算”的报告。报告指出，过程工业的技术研发和生产过程普遍涉及具有典型动态多尺度结构的多相复杂系统，基于拟颗粒和粗颗粒的多尺度离散模拟及高性能计算为过程工业的准确高效模拟提供了强有力手段，也有望成为新一代高性能计算的典型应用。
中国科学技术大学的黄生洪副教授介绍了团队在多介质多相界面运动及混合多尺度大规模粒子动力学软件研制的研究进展。基于改进的黎曼求解器创新SPH算法、自适应SPH粒子-分裂融合技术等，团队在神威超算平台上进行了并行计算，在模拟核聚变、水下近场爆炸和大规模海底火山冲击等工作中取得了较好效果，有望应用于国防工程、行星探索及海洋灾害预防等区域。
中国科学技术大学赵纯教授的博士生顾俊和冯家望代表研究团队，介绍了多尺度大气物理-化学全耦合数值模拟的研究进展。报告指出，中国暂无全球公里尺度的天气数值模拟，对灾害天气的预报能力较弱。当前，团队基于非结构化网格天气模式首次在国产超算平台上建立了全球公里尺度大气全耦合模拟系统，并提出未来高分辨率气象数值模拟的进一步发展依赖于更好的超算平台。
中科院计算机网络信息中心高级工程师赵莲围绕高分辨海洋环流模式LICOM3，介绍了LICOM3海洋环流模式的应用背景及发展进程，并详细介绍了LICOM3在框架软件、东升一号和鲲鹏920处理器上的移植开发优化工作。
中科院计算机网络信息中心博士后张克龙简单介绍了高能物理研究领域重要理论方法：格点量子色动力学的科学概念，并详细介绍了格点量子色动力学计算的应用背景，格点计算的高性能计算软件以及基于国产计算平台的研发和优化工作进展。
中科院计算机网络信息中心工程师叶煌的报告指出，相场法是模拟合金微观结构演化的一种重要方法，数据分析是相场模拟高性能计算应用的瓶颈，借助超级计算机可以进行接近实验尺度的大体系相场动力学分析。报告介绍了相场模拟在钛合金材料研究中的新进展、处理模拟数据的深度学习方法及处理效果。
中国科学院过程工程研究所副研究员侯超峰于线上针对半导体材料和器件的大规模高性能模拟，介绍了团队的研究工作进展。通过大规模分子动力学模拟算法和可扩展性的高效设计，开发的国产自主软件在多台全球领先的超算系统中均取得了优异的并行效率和计算性能，显著优于国际同类开源软件。
中国科学技术大学安虹教授团队李名凡博士以“深度学习算法在新一代神威超算的量子多体模拟”为题，分享了深度学习算法在量子多体模拟问题上的研究工作和领域进展。报告指出，他们团队设计了基于卷积神经网络的新算法，并在移植、优化程序的过程中，通过物理学-并行优化-超算系统三方面交叉团队，成功在新一代神威超算上实现高性能的量子多体问题模拟，为构建国产AI-HPC生态提供一个优秀的范例。
深圳超算的冯圣中主任、华为计算产品线朱照生总经理，分别汇报了超算二期建设和机器研制的进展。鹏城实验室、深圳大学、南方科大、港中文等部分老师，线上参加了本次研讨会。
