科技部:“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專項(xiàng)重點(diǎn)研究任務(wù)已完成部署

　　國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專項(xiàng)經(jīng)過(guò)兩年的戰(zhàn)略研究及論證，于2016年正式啟動(dòng)。經(jīng)形式審查、預(yù)評(píng)審、正式申報(bào)、視頻答辯評(píng)審、項(xiàng)目預(yù)算 評(píng)估及 項(xiàng)目任務(wù)書簽訂等環(huán)節(jié)，高技術(shù)中心順利完成了“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專項(xiàng)首批19個(gè)項(xiàng)目的立項(xiàng)工作，對(duì)10個(gè)重點(diǎn)研究任務(wù)進(jìn)行了部署。

　　該重點(diǎn)專項(xiàng)的總體目標(biāo)是突破E級(jí)計(jì)算機(jī)核心技術(shù)，依托自主可控技術(shù)，研制滿足應(yīng)用需求的E級(jí)(百億億次級(jí))高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使我國(guó)高性能計(jì)算機(jī)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(jì)算應(yīng)用軟件，建立國(guó)家級(jí)高性能計(jì)算應(yīng)用軟件中心，構(gòu)建高性能計(jì)算應(yīng)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(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境，促進(jìn)我國(guó)計(jì)算服務(wù)業(yè)發(fā)展。圍繞E級(jí)高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制、高性能計(jì)算應(yīng)用軟件研發(fā)、高性能計(jì)算環(huán)境研發(fā) 3個(gè)技術(shù)方向，專項(xiàng)共設(shè)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，專項(xiàng)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(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證系統(tǒng)、總體技術(shù)及評(píng)測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)研究、適應(yīng)于百億億次級(jí)計(jì)算 的可計(jì)算物理建模與新型計(jì)算方法、重大行業(yè)應(yīng)用高性能數(shù)值裝置原型系統(tǒng)研制及應(yīng)用示范、重大行業(yè)高性能應(yīng)用軟件系統(tǒng)研制及應(yīng)用示范、科學(xué)研究高性能應(yīng)用軟 件系統(tǒng) 研制及應(yīng)用示范、E級(jí)高性能應(yīng)用軟件編程框架研制及應(yīng)用示范、國(guó)家高性能環(huán)境計(jì)算服務(wù)化機(jī)制與支撐技術(shù)體系研究、基于國(guó)家高性能計(jì)算環(huán)境的服務(wù)系統(tǒng)研發(fā)等 方面的研究?jī)?nèi)容。高技術(shù)中心將發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，組建專項(xiàng)管理辦公室和總體專家組，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施分類精準(zhǔn)化管理，加強(qiáng)項(xiàng)目的協(xié)調(diào)互動(dòng)和整體推進(jìn)，確保項(xiàng)目任務(wù) 的順利完成。

　　通過(guò)專項(xiàng)的組織實(shí)施，“高性能計(jì)算”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年度啟動(dòng)的19個(gè)項(xiàng)目覆蓋前沿基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用示范三個(gè)方面。

　　整個(gè)專項(xiàng)的總體項(xiàng)目“總體技術(shù)及評(píng)測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)”將開(kāi)展專項(xiàng)發(fā)展戰(zhàn)略和總體技術(shù)方案的研究，研究對(duì)E級(jí)機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)的評(píng)測(cè)方法，研發(fā)評(píng)測(cè)系統(tǒng)和基準(zhǔn)測(cè)試程序。項(xiàng)目還要研究并制定高性能計(jì)算相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　前沿基礎(chǔ)研究 “面向E級(jí)高性能計(jì)算機(jī)的新型高性能互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究”和“適應(yīng)于E級(jí)計(jì)算的可計(jì)算物理建模與新型計(jì)算方法”2個(gè)項(xiàng)目。前者主要是探索適應(yīng)E級(jí)計(jì)算機(jī)要求 的高性能互連技術(shù)，在速度、功耗、可擴(kuò)展性等方面滿足E級(jí)系統(tǒng)互連的要求。后者研究適應(yīng)E級(jí)計(jì)算的可計(jì)算建模方法和計(jì)算方法，結(jié)合超高精度醫(yī)學(xué)影像重建、 核聚變中的磁流體穩(wěn)定性、血栓形成機(jī)理和超高建筑抗震分析等四個(gè)應(yīng)用問(wèn)題開(kāi)展建模和共性算法的研究，并對(duì)共性算法進(jìn)行優(yōu)化。

　　E級(jí)系統(tǒng)全面研發(fā)開(kāi)始之前的E級(jí)計(jì)算機(jī)關(guān)鍵技術(shù)原型系統(tǒng)預(yù)研方面立項(xiàng)3個(gè)項(xiàng)目，將在E級(jí)機(jī)體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)軟件和典型應(yīng)用驗(yàn)證等方面開(kāi)展探 索性的 研究，探索實(shí)現(xiàn)E級(jí)系統(tǒng)的可能的技術(shù)路線和手段。3個(gè)項(xiàng)目將采用不同的技術(shù)方案，為下一步E級(jí)系統(tǒng)的研發(fā)摸索經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目的成果也將成為遴選E級(jí)機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì) 的依據(jù)。

　　在高性能計(jì)算應(yīng)用方面，啟動(dòng)了2個(gè)數(shù)值裝置、4個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域應(yīng)用軟件和一個(gè)應(yīng)用軟件編程框架的研發(fā)。“數(shù)值飛行器原型系統(tǒng)研發(fā)”項(xiàng)目將研發(fā)面向飛機(jī) 優(yōu)化設(shè) 計(jì)的氣動(dòng)力、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及流固耦合優(yōu)化等軟件，形成面向飛機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化的數(shù)值模擬系統(tǒng)，并在真實(shí)飛機(jī)設(shè)計(jì)的應(yīng)用中得到驗(yàn)證。“地球系統(tǒng)模式的改進(jìn)、應(yīng)用開(kāi)發(fā) 和高性能計(jì)算”項(xiàng)目將研發(fā)地球系統(tǒng)數(shù)值模擬系統(tǒng)，支持地球系統(tǒng)模式的研究和應(yīng)用。4個(gè)并行應(yīng)用軟件覆蓋復(fù)雜工程力學(xué)、流體機(jī)械設(shè)計(jì)、海洋環(huán)境數(shù)值模擬和材 料科學(xué)等領(lǐng)域，分別針對(duì)領(lǐng)域問(wèn)題研發(fā)并行應(yīng)用軟件，解決應(yīng)用問(wèn)題，并在數(shù)十萬(wàn)核的并行計(jì)算規(guī)模達(dá)到良好的并行效率。

　　“E級(jí)高性能應(yīng)用軟件編程框架研制及應(yīng)用示范”項(xiàng)目將研發(fā)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、無(wú)結(jié)構(gòu)組合幾何計(jì)算、有限元計(jì)算和非數(shù)值圖計(jì)算等5個(gè)編程框架，在E級(jí)機(jī)和兩臺(tái)100PF高性能計(jì)算機(jī)上進(jìn)行部署，支持40個(gè)并行應(yīng)用軟件的研發(fā)。

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