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携手天河,共创未来 2017“天河二号”超算用户年会在广州召开

来源:广东科技报 作者:记者刘雷 发表时间:2017-12-15 17:31

携手天河,共创未来

 2017“天河二号”超算用户年会在广州召开


 国家超级计算机广州中心与腾讯云计算有限公司签署战略合作协议。

      粤科网讯(广东科技报记者刘雷 通讯员莫倩)12月15日,中山大学国家超级计算广州中心主办的“携手天河,共创未来——2017‘天河二号’超算用户年会”在广州召开。本次大会受到了各级领导的高度重视和国家超级计算广州中心广大用户的热烈响应。科技部、中山大学、国防科技大学、广东省科技厅、广东省经信委、广州市科创委、广州市工信委等单位相关领导出席开幕式,共有来自全国各个省市和地区的320多位高校、科研院所、企业以及政府部门的用户代表参加大会,参会单位包括清华大学、南京大学、中国科学院大学、香港大学、中科院国家天文台、中科院大气物理研究所、国家海洋局第二海洋研究所、国土资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局、广州汽车集团汽车工程研究院、广船国际有限公司等。

15日上午,大会正式开幕。中山大学孙冬柏副校长,科技部高技术中心高级项目主管谈儒云分别发表讲话,对超算中心2017年取得的成果表示充分肯定,并对中心未来的发展提出了殷切的希望。国防科技大学计算机学院院长、“天河二号”总设计师廖湘科院士发表题为《人工智能、大数据与高性能计算协同发展》的主题演讲。

国家超算广州中心主任卢宇彤教授在大会致辞,她表示,中心坚持技术、应用、服务三位一体全面发展,支撑基础科研能力、创新能力不断提升。目前“天河二号”用户总数已突破2500家,是全世界用户数量最多、利用率最高的超级计算系统之一,2017年机时合同总金额较2016年再增长超30%;通过在全国部署超算分中心,服务覆盖粤港澳大湾区及广深创新走廊,进一步辐射全国。“天河二号”系统运维管理效率不断提高,全年系统利用率维持在70%左右,最高利用率超过85%,系统业务级稳定运行保障良好。

随后,在各级领导和广大用户见证下,超算中心与广州公共资源交易中心、腾讯云计算(北京)有限责任公司分别签署了战略合作框架协议,旨在共同推动“天河二号”在电子政务、数字中国与数字广东建设等领域的应用升级,力争创造出更多标志性超算应用成果,加速科技产业的创新发展。

15日晚,大会进行了2017“天河之星”优秀超算应用颁奖典礼。经过层层筛选,20个优秀应用脱颖而出,荣获“天河之星”优秀超算应用大奖。获奖应用包括北京师范大学刘亚军教授的“生物发光的理论研究”、中国科学院金属研究所尹利长研究员的“绿色能源材料的物性理论和第一性原理研究”、中国地震局工程力学研究所林旭川副研究员的“城市百万数量级大规模建筑群地震灾害三维动态仿真”、中南大学轨道交通安全教育部重点实验室杨明智副教授的“轨道交通列车乘员舒适性优化计算”等。本年度“天河之星”设立3个特别奖,远景能源、香港科技大学霍英东研究院、三维家分别荣获新能源应用特别奖、最佳分中心特别奖以及创新应用特别奖。

16日上午,超算中心将正式发布了“天河星光”云超算平台2.0。该平台是由中心自主研发的超算应用产品,融合高性能计算、云计算、大数据应用,支持跨软件、跨领域的耦合工作流,搭建以应用为中心的协同开发、运行环境。平台具有资源丰富、应用融合以及用户友好三大特点,集成基础设施服务、高性能与可视化、大数据与深度学习,以及数据快传、冗余备份、数据管理等增值服务的多元化功能。基于天河星光,目前已实现了大气海洋环境、CFD与工业制造、生物医药健康大数据、视频交通大数据、深度学习与认知智能等应用。

本次大会邀请了超算领域的多位知名专家学者和企业用户代表进行了主题报告和应用成果分享,内容涵盖汽车研发仿真、地球系统模式、精细化天气预报、人工智能诊疗、基因组组装、船舶与海洋工程、新能源解决方案、视频大数据分析处理等多个领域。

学术科研领域的报告专家包括:国家“千人计划”特聘教授、国家973项目首席科学家、清华大学朱文武教授;“长江学者奖励计划”特聘教授、政府间气候变化专门委员会(IPCC)中国首席专家、中山大学大气科学学院院长董文杰教授;广东省青年珠江学者、自然科学杰出青年基金获得者、中山大学中山眼科中心林浩添教授;中国空气动力研究与发展中心(CARDC)计算空气动力研究所张来平研究员等。行业应用成果分享企业包括:广州汽车集团汽车工程研究院、远景能源、广州欧科信息技术股份有限公司、长宝科技等。

国家超级计算广州中心是在科技部的支持领导下,由广东省人民政府、广州市人民政府、国防科技大学、中山大学四方共建而成。其业务主机“天河二号”是国家863计划重大专项的标志性成果,于2013年下半年正式落户国家超级计算广州中心。中心以面向学术前沿、面向国家重大战略需求、面向国家和区域经济社会发展为导向,以服务“大科学”、“大工程”和“新产业”为重心,以创新内部管理体制机制为手段,利用中山大学学科与人才的优势、粤港澳经济产业发达的地缘优势,抓住中国国家创新驱动发展的新机遇,坚持应用与服务并举,推动高性能计算与大数据的融合发展,汇聚高层次人才、组件高水平团队、产出标志性成果,开放合作,开拓创新,积极建设具有中国特色的世界一流超算中心。

 “天河二号”是世界超算领域划时代的系统,打破了美日长期对世界超算头把交椅的垄断,改写了超级计算的世界格局。自2013年研制成功以来,“天河二号”以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次、能效比每瓦特19亿次双精度浮点运算的超强性能,破世界纪录取得TOP500排行榜“六连冠”,被习主席写入2016年的新年贺词;同时在更能代表实际应用性能的HPCG排行榜上获得了自该榜单设立以来的“五连冠”,成为全球唯一一台TOP500、HPCG长期位列前三的超算系统。

“天河二号”打响了中国超算的品牌,产生了深远的国际影响,其创新的异构超算体系结构引领了当今世界超算技术路线的发展,其率先在高性能计算与大数据融合创新应用方面的探索顺应了世界超算应用的发展趋势。通过不断优化应用环境、提升应用服务水平、加大市场推广力度,目前“天河二号”已部署了700多个应用软件和工具软件,用户总数已突破2500家,是全世界用户数量最多、利用率最高的超级计算系统之一,在支撑国家科技创新、服务国家创新驱动和地方产业发展等方面发挥着重要作用,取得了一系列标志性成果。


 中山大学中山眼科中心教授林浩添作报告。刘雷摄

倾力打造六大平台,服务全国经济社会创新驱动发展

1、大气海洋环境平台。超算中心助力广州市气象局实现高时效、高精度的气象预报。中心与广州市气象局合作搭建的基于“天河二号”的3公里、1公里分辨率气象预报业务系统已稳定运行一年,其中,华南3km数值模式系统(预报未来72小时天气)的计算时间从114分钟缩短到56分钟;广东省1km精细化数值模式系统提高了模式分辨率,实现了分钟级快速更新循环同化连续性的高时空分辨率观测资料,可每12分钟滚动更新未来6小时预报。该应用提高了致洪暴雨等极端天气事件的预报准确率和预警的时效性,为海洋预报、航空调度和安全保障、路上交通(尤其是高速公路和高铁)、水上交通和海上工程的安全保障、城市空气质量的预报和调控等提供直接的服务,也在应对气候变化、碳排放的国际谈判、以及新能源等经济可持续发展等方面起重要作用。

2、天文地球物理平台。天文宇宙科学、地球物理科学是超级计算的传统典型应用领域。中心与国际平方公里射电望远镜阵列(SKA)组织合作,实现了迄今为止国际上SKA数据处理软件的最大规模和最高性能的成功运行,并积极建设SKA亚洲数据处理中心。中心支持北京师范大学张同杰教授团队在“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质的宇宙学数值模拟,首次测量到了以往任何宇宙学数值模拟看不到的中微子在宇宙结构中的微分凝聚效应,打破了中微子质量的宇宙学限制瓶颈,为宇宙学观测的深入研究开辟了一条独立测量中微子质量的道路,研究成果发表在国际权威杂志《Nature Astronomy》上。中心与中山大学董文杰教授团队紧密合作,开发的地球系统模式在“天河二号”上已稳定运行一年,每日定时对全球海洋环境要素进行10天预报,该模式通过三层嵌套技术完成了全球-中国海-南海近岸海洋洋流耦合,实现近岸到大洋的无缝过渡,为深入研究多尺度海洋动力过程以及全球气候变化的反馈机制提供了数值计算平台。中国科学院云南天文台/中国科学院天文大科学研究中心朱伯靖团队进行“太阳活动湍流磁重联精细结构演化磁能转移-释放-耗散及高能粒子加速”HPIC-LBM数值实验,完成了中国科学院十三五规划“太阳磁层与爆发活动关系原创性研究”的关键组成部分。

3、高精度大型工程仿真与工业设计制造平台。在高精度大型工程仿真领域,中心支持中国地震局工程力学研究所开发的仿真系统,在超算助力下实现了对城市建筑群地震灾害的高精度、高效、精细化模拟,将百万数量级建筑群的弹塑性精细仿真时间减少至10分钟以内,为区域与城市地震灾害风险的识别与评估提供计算平台;中心配合天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室借助“天河二号”,结合工程科学,围绕水利、海洋、环境、生物工程中的离散颗粒留固耦合科学问题开展研究,取得了一系列国际领先的原始创新性成果。在高速列车、汽车、船舶等工业仿真设计领域,中南大学轨道交通安全教育部重点实验室与中心合作,采用数值仿真和风洞模型试验相结合的方法对高速列车流场结构和气动阻力分布特性进行分析,提出了高速列车气动减阻的创新方法;中心与广州汽车集团汽车工程研究院紧密合作,使用“天河二号”支持开展自主品牌汽车气动噪声工程仿真分析,大幅缩短国产汽车性能优化周期;中心支持哈尔滨工程大学船舶工程学院廖康平团队基于“天河二号”系统,实现船舶与海洋工程装备强非线性波浪抨击的精细模拟,精准预报砰击载荷,为解决恶劣海况下船舶甲板上浪抨击、海洋浮式平台气隙/抨击等工业界热切关注的问题提供技术手段。

4、新能源新材料平台。国内最大的两家新能源企业—远景能源、金风科技均发展为中心长期合作用户,中心与远景能源合作建设的风电场全生命周期管理平台,基于“天河二号”实现高精度流体数值模拟和数值气象模式风速分析,有效提升风资源评估的精准度,每年完成超过2000个风电场项目的风资源评估。中心配合北京高压科学研究中心李阔团队对新型材料的物理和化学现象开展研究,证实了高压下He会具有弱的化学活性能够与在高压下还原性显著增强的Na形成化合物,工作被《Nature》期刊高亮报道。

5、生物医药健康平台。中山大学黄盛丰教授团队基于“天河二号”对多个高质量的文昌鱼基因组草图进行深度信息学分析,发现了六亿年前RAG转座子的“分子活化石”,为未来利用重排机制设计新的免疫抗体和免疫基因提供了崭新的基因编辑思路和技术,相关研究成果发表在《Cell》杂志上。中心支持军事科学院军事医学研究院舒文杰团队研究,开发出一种基于深度学习的RNA编辑识别算法DeepRed,从训练样本的原始序列中提取和学习RNA编辑的特征,首次构建出人类种群的RNA编辑景观图。四川农业大学水稻研究所陈学伟教授团队在“天河二号”超级计算机强大计算能力支持下,通过大规模水稻全基因组数据关联分析,发现了对稻瘟病具有广谱持久抗性的水稻天然变异位点,为防治稻瘟病提供了全新路径,研究论文于6月29日在全球顶尖学术期刊《Cell》主刊线上发表。

6、人工智能与智慧城市平台。中心配合中山大学中山眼科中心林浩添教授创立了基于人工智能的CC-Cruiser先天性白内障罕见眼病智能云平台,通过分层网络学习训练出三套系统:“筛查系统”、“评估系统”、“决策系统”,表现出极高的准确性和实用性,为探索罕见病的智能医疗模式提供有力借鉴。清华大学朱文武教授团队基于“天河二号”,实现了对视觉大数据中不同监控对象的跨时空关联、精准识别和行为理解,建立起能支撑百亿幅以上图像大数据、十万路以上视频大数据的深度解析和关联分析,对未来国家大数据战略和智慧城市管理提供有力支撑。中心配合广州欧科信息技术股份有限公司搭建了文化遗产云平台,基于二维图像的三维重建、多源异构信息融合、海量三维数据索引与可视化等技术,建设了文化遗产数据库,促进了数字博物馆、互动社区、文化创意等数字化新兴文化业态的快速发展。

未来,国家超算广州中心将依托国家大数据战略,服务数字中国与数字广东建设;持续完善大数据、人工智能与超级计算融合的架构,全力营造国产超算良好的应用生态环境;强化安全等级保护措施,提高用户信息安全保障,架起国产超算系统和应用之前的桥梁,积极融入国际超算大家庭,朝着具有中国特色的实际一流超算中心的目标快步前进。

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