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“天河一号”守护人刘光明:为了头顶的蓝天和心中的梦想

              “天河一号”守护人刘光明:为了头顶的蓝天和心中的梦想

    位于天津滨海新区的国家超级计算天津中心,有一支科学团队正在基于我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”,为探索雾霾的成因和做出精确预报预警而努力。这支团队的领军人同时也是“天河一号”的守护人,就是国家超级计算天津中心主任刘光明。

       从“天河一号”摘取世界最快超算桂冠至今的五年来,刘光明带领这支团队不但为了探究雾霾成因找回失去已久的蓝天而努力,更坚定着心中深藏已久的科技强国梦想而坚持。他期待着“天河一号”这一国之重器能够不负国人众望所托,为国家的科技进步与国民经济发展提供源源不断的动力。

艰辛“创业” 摘取世界桂冠

       “超级计算机是世界高端信息技术领域的战略制高点,也是体现科技竞争力和综合国力的重要标志。”在位于国家超级计算天津中心的办公室里,刘光明谈及国家研制超级计算机的重要性如此笃定地说。

       我国首台千万亿次超级计算机,同时也是曾经的世界最快的超级计算机“天河一号”,就位于刘光明办公室楼下。尽管已和它相处五年多,从设计,到安装,再到如今服务超过500余家科研用户也是一直全程参与,可刘光明对其仍有极深的感情。

       “已经好几个春节没回家过年了,平时周一到周五就睡在办公室里。一旦离开了机器就觉得挂念,看到运转正常才能放宽心。”他告诉记者,就在今年春节期间,他还在现场解决了空调和机器散热等几个小问题,保证了“天河一号”正常对外服务。

       说起他与“天河一号”的结缘,还要追溯到在国防科技大学就读及毕业后,参与的银河系列巨型计算机的研发工作。早在2009年,研制新一代超级计算机的规划被列入我国“十一五”国家科技重大专项。国防科技大学在承接这一重任后,就落地事宜与滨海新区政府洽谈,得到了滨海新区领导的高度重视与支持,双方一拍即可,“天河一号”落户滨海新区。

       最后,研制成功的“天河一号”入驻我国首个国家级超级计算中心——天津中心。在天津,经过系统优化升级后,二期系统“天河一号A”运算峰值速度高达每秒钟4700万亿次,使我国成为继美国之后世界上第二个能够自主研制千万亿次超级计算机的国家。201011月的世界超级计算机TOP500排名中,它当之无愧地摘取世界桂冠。

       落户天津后,国防科技大学派出由刘光明带领的6人先遣小组先行来到天津,负责超算中心的筹建和“天河一号”的安装调试和应用推广。时值盛夏,刘光明带领所有人员一道挽起袖子,参与到机器的搬运和安装中。当时的超算中心办公室还是一个彻头彻尾的毛坯房、水泥地面,电缆和网线裸漏在外;机房里还没来得及安装空调,刘光明和大家顾不上酷热,一台接一台机器安装调试。工作到深夜困了就地铺上凉席合衣睡下,第二天一早爬起来接着到机房安装。

       仅用7个月时间就完成机房基础建设,3个月完成“天河一号”的安装与调试,在最艰难的“创业”阶段,刘光明带领的团队用只争朝夕的拼搏精神,确保了“天河一号”按期投入运行,及早发挥重要作用。

应用主导 打造最接“地气”国之重器

       在承担起“天河一号”应用守护人的重担后,如何让它发挥最大效能,支撑起服务于国家科技创新的重大使命摆在了刘光明面前,而他将“天河一号”的未来大胆寄托在了应用上。

       超强的运算能力是“天河一号”对外服务的基础。刘光明说,“天河一号”在国内首次创新性地采用了异构体系架构。“CPUGPU的异构协同并行处理技术是中国科研人员的创新,引领了世界超算技术的新潮流。”在最新一期世界超算TOP500榜单上,世界上最快的20超级计算机中就有近一半采用该技术,这是中国科学家对世界超级计算机技术的重要贡献。

       刘光明说:“超算的核心技术是高端信息技术的制高点,它包括了CPU设计、超大规模集成电路设计、操作系统等,是一项牵牛鼻子的科研工作,可带动高端信息技术和应用,以及其他学科研究的全面快速和持续发展,对我国发展成为科技强国具有重要意义。”他认为,到现在为止,还没有一门学科能像超级计算技术那样对其他学科发展有如此广泛的辐射、服务和促进作用,这也正是国外高度重视超级计算技术发展的重要原因。

       这几年,刘光明带领团队始终围绕着应用不断探索,经过几年的努力最终将“天河一号”对外服务聚焦在了“算天、算地、算人”上。

       在“算天”方面,计算分析大型飞机外形的空气动力特性,使飞机飞得更快更省油;研究全球气候变化,实时预报气象;服务于雾霾天气预警预报是其最近又一新的应用领域。刘光明说,中心联合国家及京津冀地方的环保和气象部门,研发雾霾实时预警预报系统,目前正以河北保定为试点,可对未来5天雾霾情况实时预报。“在不远的将来,‘天河一号’将为全国提供雾霾预警预报服务。”

       在“算地”方面,中心与中石油东方地球物理公司合作,研发我国自主的石油地震勘探数据分析核心软件,将地下成像速度由过去的三天提高到一天。在自主天河一号和自主石油地震勘探数据处理核心软件的两个自主上,他们成功实现了对国外技术限制的突围。

       在“算人”方面,中心与华大基因合作,破解人类“基因组学”研究中面临的海量数据存储和处理的技术瓶颈。军事医学科学院还在“天河一号”上进行了以胰岛素受体为靶点的糖尿病新型治疗药物的研发。

       在天河团队的不懈努力之下,“天河一号”的服务对象从科研机构,到大学,再到企业,越来越“接地气”。其超强运算能力正在为中国多个产业领域的核心竞争力的不断强大提供强有力的支持。

       刘光明守护的“天河一号”不仅实现了满负荷运行,而且还出现了用户排队使用的情况。一天可提供计算服务机时140万核小时,每天运营的计算任务超过1000个,服务用户数超过600余家。

       “天河一号”还一改人们对于科研机构依赖拨款的刻板印象,经几年努力,实现了运营自负盈亏,令世界瞩目。“天河一号”当之无愧的成为了当今世界获得广泛应用的最快超级计算机。

培育团队 期待未来再攀高峰

       “天河一号”自投入使用以来,大幅提升了我国高新技术在国际上的影响力。更为难能可贵的是,它打破了国外在高性能计算核心领域的技术封锁和限制政策,为解决我国经济、国防、科技等领域的挑战性问题提供了重要手段。

       说至此,刘光明感慨良多。他还记得2010年受邀参加在美国新奥尔良举行的全球超级计算机500强排行榜正式公布和颁奖仪式时,有外国人对中国产的超级计算机问鼎世界桂冠感到非常惊讶,而这一席位过去几乎都被美国所占据,甚至还有人提出了质疑。

       “我知道他们心中的疑问,言下之意是我们偷学了他们的核心技术,可我当时就回应他们:一个国家和团队持续30多年做一件事,有什么技术难关攻克不了,拿个世界第一会有问题吗,我等这一时刻都等了20多年!”让刘光明颇感扬眉吐气的是,当中国研制的“天河二号”超级计算机再度登顶世界超算高峰时,国外科学界已经习以为常了,甚至在与中国科研团队的交流中,还会请中国专家谈一谈对世界超级计算机未来发展趋势的看法,这正是对中国科技创新和中国科学家的肯定与尊重。

       30年来,刘光明同中国的超级计算机研制事业一同成长,他对于社会责任感的认识也越来越强烈。他深刻地认识到,只有掌握关键核心技术,才能保障国家科研事业的正常快速发展。“经历越多,就越发自内心地感到,解决国家急需这一份责任在肩头的重量。这不是用钱来衡量的,这种刻骨铭心的感觉只有经历过那个百废待兴、被人看不起的年代才会深有感触。”他告诉记者,晚上睡在办公室里,一大早起来就又能够看到“天河一号”在高速稳定的运转,尽管忙碌,却乐此不疲,驱动他的正是发自内心强烈的社会责任感。

       而正是由于这种社会责任感,他还带领出一个由40多人组成的科研创新团队。探索超级计算机与实际应用相结合,是这支团队当前的首要目标。整个团队不断朝着实际应用难题挑战、朝着国内技术空白发起冲锋,助推“中国制造”“跑”在了世界的最前列。

       五年对于“天河一号”是应用的新起点。面对用户量的激增,刘光明和团队近期在为提升“天河一号”的能力而努力,扩大内存容量,构建海量存储,同时配备一些服务系统,并且实现超算、云计算和大数据应用的融合发展。未来,一部分“天河二号”有望安装在此,通过配置新的系统全面增强现有服务能力。

       值得关注的是,世界超算研制的步伐并未停滞。近期,美国已就建设两台超级计算机完成了立项,日本也计划再建超级计算机,这些计算机的运算速度朝着百亿亿次发起冲击,有可能超过我国现有的世界最快超级计算机“天河二号”。

       对此,刘光明希望应把国家级超算中心的建设列入国家发展战略,作为国家科技创新的重要支撑平台和环境,合理布局,可以在大的区域布局建设国家级超算中心。在现有华南区(深圳与广州超算中心)、华东区(无锡)、华北区(天津)国家超算中心基础上,还可以考虑在西南和西北建设规模适当的超算中心,同时少建和不建大学和科研单位的小规模超算中心。这些小超算中心,投资规模均在千万元以上,易造成计算资源的闲置和浪费。要把超算中心办成“中看又中用”的机构。既要重视超级计算机研制,也要重视超算中心的应用推广和服务工作。

       他还建议,要高度重视应用软件的自主研发,特别是影响我国核心技术发展的应用软件。“要全面突破国外在某些应用软件方面上对我国的技术限制,使我国真正成为自主发展的技术强国。”(完)

                                                                                                  摘自4月7日新华网天津电(撰稿人毛振华于冬阳)