清華領銜斬獲高性能計算應用領域最高獎“戈登•貝爾”獎

17日凌晨，在美國丹佛舉行的全球超級計算大會(SC2017)上，由清華大學地球系統科學系副教授付昊桓等共同領導的團隊所完成的“非線性地震模擬”獲得國際高性能計算應用領域最高獎“戈登•貝爾”獎(ACM Gordon Bell Prize)。

頒獎現場，從左至右：“戈登·貝爾”獎評委會主席Subhash Saini，地學系副教授付昊桓，計算機系博士生何聰輝、陳炳煒，計算機系副教授薛巍，山東大學教授劉衛國，以及ACM主席。

該成果是由清華大學地球系統科學系、計算機系與山東大學、南方科技大學、中國科學技術大學、國家并行計算機工程技術研究中心和國家超級計算無錫中心等單位共同完成。成果發表于今年的全球超級計算大會上，論文題目為《基于神威太湖之光的18.9-Pflops非線性地震模擬：實現對18Hz和8m情景的描述》(18.9-Pflops Nonlinear Earthquake Simulation on Sunway TaihuLight: Enabling Depiction of 18-Hz and 8-Meter Scenarios)，付昊桓為論文第一作者，清華大學的付昊桓、何聰輝、薛巍以及南方科技大學陳曉非院士為論文共同通訊作者。

獲獎證書

基于神威太湖之光超級計算機的強大計算能力，項目團隊成功地設計實現了高可擴展性的非線性地震模擬工具。該工具充分發揮國產處理器在存儲、計算資源等方面的優勢，可以實現高達18.9PFlops的非線性地震模擬，也是國際上首次實現如此大規模下的高分辨率、高頻率的非線性可塑性地震模擬。該工具首次實現了對唐山大地震(M7.8, 1976)發生過程的高分辨率精確模擬，使得科學家可以更好地理解唐山大地震所造成的影響，并對未來地震預防預測等研究具有重要的借鑒意義。

除此之外，由付昊桓為第一作者的“全球氣候模式的高性能模擬”研究也入圍“戈登·貝爾”獎，兩項研究占據了該獎2017年最后獲提名總數的2/3。全球氣候模式是理解全球氣候變化規律、預測與預防未來極端氣候災害的重要工具。隨著科學技術的不斷發展，全球氣候模式所包含的研究內容也變得更加豐富，由此帶來了海量的模擬數據、巨大的模擬區域、以及復雜的變化過程等諸多問題。這些特征也使得實現高分辨率、高可擴展性與高性能的氣候模式模擬變得更加具有挑戰性;對優化方法、計算機性能等都提出了全新的要求。針對這些挑戰，由清華大學、北京師范大學和山東大學組成的聯合研究團隊，根據神威太湖之光超級計算機的系統特點，設計了從進程到線程的一整套優化方案，并對具有海量代碼任務的經典大氣模式CAM進行了重構設計，將其成功地移植到了國產平臺上，實現了千萬核規模下25公里分辨率的模擬和每天3.4模式年的計算性能;對于模式的動力框架部分，更是實現了千萬核規模下750米的分辨率能力，以及3.3PFlops的計算性能。基于該工作的研究成果，研究團隊實現了對卡特里娜颶風整個生命周期的準確模擬。作為對真實應用的大規模數值模擬，該工作的成功完成對于未來面向E級(百億億次)計算系統的應用發展具有重要借鑒意義，并在程序設計、優化方法等方面提供了寶貴的經驗。

未來，清華大學地球系統科學系將立足清華“雙一流”學科優勢和自身學科特點，推動我國地球系統模式與高性能計算的學科交叉和合作研究，培養面向地球系統模式發展的青年人才。依托神威太湖之光超級計算機，清華大學的科研團隊也將繼續在生物醫藥、機器學習、航空航天、工業制造、氣候模擬、新材料和新能源等多學科領域交叉，支持國家重大科技應用、先進制造等領域解算，開展更多具有挑戰性的應用課題。

清華大學負責運營的“神威·太湖之光”在今年全球超級計算大會上公布的500強榜單中衛冕世界第一。

高性能計算應用最高獎——“戈登•貝爾”獎，設立于1987年，由美國計算機協會于每年11月在美國召開的超算領域頂級會議頒發，旨在獎勵時代前沿的并行計算研究成果，特別是高性能計算創新應用的杰出成就，被譽為“超級計算應用領域的諾貝爾獎”。