科技部:“高性能計算”重點(diǎn)專(zhuān)項重點(diǎn)研究任務(wù)已完成部署

　　國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“高性能計算”重點(diǎn)專(zhuān)項經(jīng)過(guò)兩年的戰略研究及論證，于2016年正式啟動(dòng)。經(jīng)形式審查、預評審、正式申報、視頻答辯評審、項目預算 評估及 項目任務(wù)書(shū)簽訂等環(huán)節，高技術(shù)中心順利完成了“高性能計算”重點(diǎn)專(zhuān)項首批19個(gè)項目的立項工作，對10個(gè)重點(diǎn)研究任務(wù)進(jìn)行了部署。

　　該重點(diǎn)專(zhuān)項的總體目標是突破E級計算機核心技術(shù)，依托自主可控技術(shù)，研制滿(mǎn)足應用需求的E級(百億億次級)高性能計算機系統，使我國高性能計算機的 性能在 “十三五”末保持世界領(lǐng)先水平。研發(fā)一批關(guān)鍵領(lǐng)域/行業(yè)的高性能計算應用軟件，建立國家級高性能計算應用軟件中心，構建高性能計算應用生態(tài)環(huán)境。建立具有 世界一流資源能力和服務(wù)水平的國家高性能計算環(huán)境，促進(jìn)我國計算服務(wù)業(yè)發(fā)展。圍繞E級高性能計算機系統研制、高性能計算應用軟件研發(fā)、高性能計算環(huán)境研發(fā) 3個(gè)技術(shù)方向，專(zhuān)項共設置了21個(gè)重點(diǎn)研究任務(wù)，實(shí)施時(shí)間至2020年底。

　　2016年，專(zhuān)項啟動(dòng)10個(gè)任務(wù)，主要包括新型高性能互連網(wǎng)絡(luò )、E級計算機關(guān)鍵技術(shù)驗證系統、總體技術(shù)及評測技術(shù)與系統研究、適應于百億億次級計算 的可計算物理建模與新型計算方法、重大行業(yè)應用高性能數值裝置原型系統研制及應用示范、重大行業(yè)高性能應用軟件系統研制及應用示范、科學(xué)研究高性能應用軟 件系統 研制及應用示范、E級高性能應用軟件編程框架研制及應用示范、國家高性能環(huán)境計算服務(wù)化機制與支撐技術(shù)體系研究、基于國家高性能計算環(huán)境的服務(wù)系統研發(fā)等 方面的研究?jì)热?。高技術(shù)中心將發(fā)揮自身的優(yōu)勢，組建專(zhuān)項管理辦公室和總體專(zhuān)家組，對項目實(shí)施分類(lèi)精準化管理，加強項目的協(xié)調互動(dòng)和整體推進(jìn)，確保項目任務(wù) 的順利完成。

　　通過(guò)專(zhuān)項的組織實(shí)施，“高性能計算”重點(diǎn)專(zhuān)項2016年度啟動(dòng)的19個(gè)項目覆蓋前沿基礎研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研究和應用示范三個(gè)方面。

　　整個(gè)專(zhuān)項的總體項目“總體技術(shù)及評測技術(shù)與系統”將開(kāi)展專(zhuān)項發(fā)展戰略和總體技術(shù)方案的研究，研究對E級機進(jìn)行評價(jià)的評測方法，研發(fā)評測系統和基準測試程序。項目還要研究并制定高性能計算相關(guān)標準。

　　前沿基礎研究 “面向E級高性能計算機的新型高性能互連網(wǎng)絡(luò )技術(shù)研究”和“適應于E級計算的可計算物理建模與新型計算方法”2個(gè)項目。前者主要是探索適應E級計算機要求 的高性能互連技術(shù)，在速度、功耗、可擴展性等方面滿(mǎn)足E級系統互連的要求。后者研究適應E級計算的可計算建模方法和計算方法，結合超高精度醫學(xué)影像重建、 核聚變中的磁流體穩定性、血栓形成機理和超高建筑抗震分析等四個(gè)應用問(wèn)題開(kāi)展建模和共性算法的研究，并對共性算法進(jìn)行優(yōu)化。

　　E級系統全面研發(fā)開(kāi)始之前的E級計算機關(guān)鍵技術(shù)原型系統預研方面立項3個(gè)項目，將在E級機體系結構、關(guān)鍵技術(shù)、系統軟件和典型應用驗證等方面開(kāi)展探 索性的 研究，探索實(shí)現E級系統的可能的技術(shù)路線(xiàn)和手段。3個(gè)項目將采用不同的技術(shù)方案，為下一步E級系統的研發(fā)摸索經(jīng)驗。項目的成果也將成為遴選E級機研發(fā)團隊 的依據。

　　在高性能計算應用方面，啟動(dòng)了2個(gè)數值裝置、4個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域應用軟件和一個(gè)應用軟件編程框架的研發(fā)。“數值飛行器原型系統研發(fā)”項目將研發(fā)面向飛機 優(yōu)化設 計的氣動(dòng)力、結構強度以及流固耦合優(yōu)化等軟件，形成面向飛機設計優(yōu)化的數值模擬系統，并在真實(shí)飛機設計的應用中得到驗證。“地球系統模式的改進(jìn)、應用開(kāi)發(fā) 和高性能計算”項目將研發(fā)地球系統數值模擬系統，支持地球系統模式的研究和應用。4個(gè)并行應用軟件覆蓋復雜工程力學(xué)、流體機械設計、海洋環(huán)境數值模擬和材 料科學(xué)等領(lǐng)域，分別針對領(lǐng)域問(wèn)題研發(fā)并行應用軟件，解決應用問(wèn)題，并在數十萬(wàn)核的并行計算規模達到良好的并行效率。

　　“E級高性能應用軟件編程框架研制及應用示范”項目將研發(fā)結構網(wǎng)格、非結構網(wǎng)格、無(wú)結構組合幾何計算、有限元計算和非數值圖計算等5個(gè)編程框架，在E級機和兩臺100PF高性能計算機上進(jìn)行部署，支持40個(gè)并行應用軟件的研發(fā)。

　　在高性能計算環(huán)境研發(fā)方向啟動(dòng)了1項國家高性能計算環(huán)境關(guān)鍵技術(shù)與支撐技術(shù)體系項目和5項基于國家高性能計算環(huán)境的服務(wù)系統研發(fā)項目。“國家高性能 計算環(huán) 境服務(wù)化機制與支撐體系研究”項目將研究國家高性能環(huán)境新的服務(wù)與運行機制及技術(shù)支撐手段，開(kāi)發(fā)支持環(huán)境服務(wù)化運行的軟件平臺，并提升和優(yōu)化環(huán)境的資源及 其管理。服務(wù)系統項目包括兩個(gè)行業(yè)集成業(yè)務(wù)平臺項目、兩個(gè)領(lǐng)域應用社區項目和1個(gè)高性能計算教育實(shí)踐平臺項目。“面向航天行業(yè)的工程力學(xué)優(yōu)化設計平臺研發(fā) 與應用示范”和”基于自主創(chuàng )新的石油地震勘探行業(yè)應用平臺”兩個(gè)項目將針對相關(guān)行業(yè)的應用問(wèn)題，建立行業(yè)業(yè)務(wù)的集成平臺，提供行業(yè)用戶(hù)使用。“基于國家高 性能計算環(huán)境的生物醫藥應用服務(wù)社區”和“工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng )新優(yōu)化設計服務(wù)社區開(kāi)發(fā)與應用”兩個(gè)應用社區項目將研發(fā)和集成藥物研發(fā)、工業(yè)產(chǎn)品設計方面的軟件，形 成領(lǐng)域軟件資源庫，開(kāi)發(fā)應用社區系統軟件，建立應用社區，提供服務(wù)。“基于國家高性能計算環(huán)境的教育實(shí)踐平臺”將研發(fā)面向大學(xué)生、研究生的高性能計算教學(xué)軟件，建立提供豐富高性能計算教學(xué)資源和計算資源的平臺，并向大學(xué)生和研究生提供免費的計算機時(shí)。