中国科学院高效能分布式GPU超级计算系统启用
4月24日上午，中国科学院高效能分布式GPU超级计算系统启用仪式在中国科学院过程工程研究所举行。中国科学院院长路甬祥、副院长李静海、秘书长邓麦村、副秘书长谭铁牛，国家财政部教科文司司长赵路出席启用仪式。
高性能计算已成为国家竞争力的重要标志之一，对科学技术进步、经济社会发展、生态环境保护和国家与公共安全的作用日益显著。但是，在超级计算机的峰值突飞猛进的同时，其投资大、运行维护成本高、使用效率低等问题也日渐突出，成为制约超算能力提升的瓶颈。中国科学院从应用需求出发，基于长期在多尺度模拟方法及专业计算技术方面的积累，在国家和院专项资金的支持下，另辟蹊径，于2010年成功建立了基于GPU的双精度峰值超过千万亿次、单精度峰值超过三千万亿次的高效能超级计算系统，并与联想和曙光两家公司合作，在中科院内不同领域的研究所推广了十套百万亿次系统，从而构建了聚合计算能力近六千万亿次的分布式GPU超级计算系统。该系统满足了广大科技人员对超级计算的迫切需求，以低廉的成本和现成的网络设施实现高效的超级计算，探索形成了一条应用导向、效率优先的富有中国特色的超级计算模式。
目前，中科院过程工程研究所与高能物理研究所、国家天文台、地质与地球物理研究所、电工研究所、金属研究所、紫金山天文台、深圳先进技术研究院、近代物理研究所、中国科学技术大学、计算机网络信息中心等十家用户单位已经利用相关系统开展了高能物理模拟与实验数据分析、天体物理与空间科学研究、石油物探数据分析与油藏开采过程模拟、微电子系统诊断、材料和纳微系统模拟、工业反应器模拟、生物大分子模拟、工业和医学影像处理等方面的应用。系统还正服务于国家重大专项、国家科技支撑计划、国家自然科学重大基金项目和多家大型企业，涉及化工、冶金、石油、矿产等多个行业和物理、化学、材料、生物等多个学科，该系统的研制成功极大地提升了我国在超级计算领域的发展潜力和应用水平。
该系统在研制过程中，财政部和中科院一起进行了项目管理体制和机制的有益探索,充分发挥主管部门的行政组织能力，联合了联想公司、曙光公司和英伟达公司，整合了10多个相关研究所的优势力量，统一组织、统一领导、统筹协调各类创新资源协同攻关，不仅取得了项目的成功,而且积累了宝贵的经验,体现了体制机制创新在科研装备自主创新中的重要性。目前，财政部正会同国家有关部门，系统分析和总结该试点项目取得的成效，推广试点经验，为在全国范围部署科研装备的自主创新提供有益的借鉴。
路甬祥在讲话中指出，高效能分布式GPU超级计算系统项目是财政部重大科研装备研制项目专项支持下完成的，是知识创新工程三期一个有代表性的重大成果，也对国家自主创新能力的提升提供了强有力的超级计算能力的支持，标志着我国运用高性能计算解决实际科研与工程问题的能力达到了国际先进水平，在软硬件协同和能效方面进入了国际领先行列。
路甬祥指出，高效能分布式GPU超级计算系统研制成功，可以得到以下启示：
第一，高效能分布式GPU超级计算系统研制成功，是需求驱动的典型案例，源于复杂多相过程仿真需求。这生动地启示我们，要坚持面向国家战略需求与面向世界科学前沿的统一。科技创新一般来说有两个动力，一个是经济社会发展需求的驱动，一个是科学技术体系内部的结构性矛盾，或者说是科学家的好奇心。很多案例表明了经济社会发展需求对科技创新与突破的强大驱动力。近日，国务院已经批准中国科学院实施“创新2020”，我们就是要瞄准国家战略需求，从经济社会发展的强大需求中归纳提炼重大科学问题、关键技术问题，进行重点攻关。同时要面向世界科学前沿，而且把两者有机统一起来。
第二，GPU超级计算系统产生在过程工程研究所，一个不是专业研究计算机的用户研究所，这反映了当代科技创新的一个特征，许多杰出创新成果并没有发生在专业能力最强、高端人才最集中的地方，例如爱因斯坦、比尔盖茨、亚马逊及谷歌的创业团队等，包括中国的联想和华为。这启示我们，要解放思想，不断从创新实践中对科研装备提出新概念，提出新思想，在开放的环境下，在我国改革开放30年所积累起来的经济和技术基础上，我们完全有可能做出世界一流的工作。
第三，这是一个产学研用结合的成功典型。研究团队里有研究生参加，有企业快速的介入应用，对系统的完善和技术进步都有很好的推动作用。财政部、院部都要求这个超级计算系统要拓广应用面。当时中科院决定第一批10个左右不同学科要应用，然后要推向社会，推向产业，推向经济、金融、国家和公共安全领域。因为只有应用才能够检验这个系统，才能够拓展和提升这个系统的功能与效率，产学研用紧密结合是必由之路。
第四，一项创新研究必须同时有创新的仪器、装备和技术支持。从过程工程研究所在多相流、多相反应、仿真能力方面走到世界前列的实例来看，也证明了这一点。所以我们科学院一直强调，要做出原创性的成果，要做关键核心技术的突破，不仅要有创新自信心，善于提出新的科学思想、科学理论、科学方法，而且还要支持仪器和重大科研装备的自主创新。只有在原创科学思想指导下，面向需求创造新的仪器和装备，才能够观测到别人没有观测到的现象，实现别人没有实现过的方法，得到别人没有得到过的结论，把我们的技术和产业推进到世界的先进水平，提升国家产业的核心竞争力。
路甬祥要求，过程工程研究所和全院同志要从GPU超级计算系统的成功研制和正式启用中得到启示，获取经验，进一步提升面向国家经济社会发展战略需求、面向世界科学前沿推进自主创新的自信心，提升做出科学原创，突破关键核心技术，实现重大系统集成，乃至转移转化与规模产业化的能力，提升研发重大仪器装备、创新科学方法和手段的能力，真正使我们中国的科技创新能力实现质的跨越。他希望GPU超级计算系统能够继续坚持应用牵引，拓展应用领域，在关注科学研究工作的同时，更要关注我国的经济、金融、国家和社会安全领域的应用；希望联想、曙光公司进一步提升对新的科技创新突破、应用发展的敏锐和前瞻把握能力，拓展战略视野，更新发展理念，抢抓难得机遇，加快开拓应用市场，开发系列产品，形成规模产业。路甬祥要求全院同志要始终坚持谦虚谨慎，求真务实，脚踏实地，做出实实在在的科技创新贡献，经受得起实践和历史的检验，在建设创新型国家进程中进一步发挥“火车头”作用，始终成为国家和人民可信赖、可依靠的战略科技力量，引领和支持我国可持续发展。
会前，与会领导和专家参观了超级系统装备，观看了超级计算系统实时和联网计算，听取了项目组的技术汇报。院高技术局局长田静、计财局局长孔力、中国科学院院士郭慕孙、过程工程所常务副所长张锁江、党委书记、副所长陈运法以及财政部教科文司、院办公厅、北京分院、过程工程所和京区部分研究所的领导及科研人员，联想集团、曙光公司代表参加启用仪式。
超级计算系统
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