作者:冯丽妃 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/11/17 20:43:24
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中国成功蝉联“戈登·贝尔”奖
首次实现对唐山地震发生过程的高分辨率精确模拟

 

在11月17日(当地时间16日下午1时)于美国丹佛举行的全球超级计算大会(SC2017)上,基于我国超级计算机“神威·太湖之光”的应用“非线性地震模拟”获得年度“戈登•贝尔”奖,这一奖项被称为超算应用领域的“诺奖”。这是我国继去年在国际上首次摘得戈登·贝尔奖之后,再次揽获该奖。

据介绍,地震模拟工具可实现对地震发生过程的重现与预测模拟,是科学家理解地质构造与地震发生与传播原理的一个重要工具,对于降低与预防地震灾害所带来的巨大损失具有重要作用。而对于工程师来说,地震模拟工具还可以与其它的技术结合,用于对地震高发区的各项基础设施进行合理规划与设计,以提升城市规划的安全性,防患于未然。

“目前,地震主要还是灾害防范,没办法精准预测,但却可以提前对它有一个比较量化的、相对精准的评估。”该成果答辩人、清华大学地球系统科学系副教授付昊桓在接受《中国科学报》记者采访时介绍,“假设一个地方可能发生多少级的地震,我们可以预估它会对周围会造成什么样的影响,可以很精确地去刻划它。我们在那个区域就可以做很详细的风险评估,从而使建筑达到什么样的抗震强度。”

据悉,该成果联合清华大学地学系、计算机系、山东大学、南方科技大学、中国科学技术大学、国家并行计算机工程技术研究中心和国家超级计算无锡中心等共同完成。基于“神威·太湖之光”超级计算机的强大计算能力,项目团队成功地设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具。该工具充分发挥国产处理器在存储、计算资源等方面的优势,可以实现高达18.9PFlops的非线性地震模拟,也是国际上首次实现如此大规模下的高分辨率、高频率的非线性可塑性地震模拟。该工具首次实现了对唐山大地震(M7.8, 1976)发生过程的高分辨率精确模拟,使得科学家可以更好地理解唐山大地震所造成的影响,并对未来地震预防预测等研究具有重要的借鉴意义。

此外,由付昊桓等完成的“全球气候模式的高性能模拟”研究也入围“戈登·贝尔”奖,两项研究占据了该奖2017年最后获提名总数的2/3。该应用由清华大学、北京师范大学与山东大学组成的联合研究团队共同而完成。

今年,“神威·太湖之光”实现全球超算TOP500榜单的“四连冠”。加上此前“天河二号”创造的“六连冠”纪录,中国已连续10年领跑该榜单。与TOP 500着眼于高速计算硬件性能不同,戈登•贝尔奖更注重于高性能计算应用水平。去年,基于“神威·太湖之光”的应用“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”折桂戈登·贝尔奖之后,实现了该奖创办30年以来我国在此大奖上零的突破。

关于实现高性能计算机的“软硬双赢”,付昊桓表示,经过多年的研发,整体上我国在应用领域已经取得了一些亮点,尽管这一方面与美国、日本相比相对少一些。“我想更应该强调的是‘生态’,比如美国在这个领域实际上有很多成熟的产业化的公司,我们要获得更多的投资,所以我们国家在产业方面还需要继续发展。”他说。

“有了这么好的硬件条件支撑,我们的高性能应用也在逐渐跟上。”清华大学地学系副教授喻朝庆在接受《中国科学报》采访时说,他所带团队从2016年8月开始使用“神威·太湖之光”研究中国和全球粮食预测模型建设和参数优化,目标是能“像天气预报一样逐日预测全球的粮食产量”。在他看来,目前国内外在高性能计算机应用方面的差距逐步缩小。不过,他同时表示,相当于很多商业性功能软件相比,科学软件的开发、发展和应用更需要较长时间。因为除了涉及很广博和深厚的专业知识积累之外,它还需要模型技能、高性能计算技术、数据管理能力等。“但这样的努力和投入是值得的,具备这样的能力之后,可以为相关的部门及时提供决策支持信息。”

此外,发展超算应用,人才培养也是关键。而这个领域本身的特性使其对学科交叉型人才的需求尤为迫切。以此次获奖成果为例,它就综合了计算机、地球物理等方面的综合性知识。“现在很多问题一个学科没有办法解决,所以肯定要促进交叉人才的培养。”付昊桓说。他表示,这几年有不少超算领域的比赛,这对促进年轻人加入到这个行业中有很好的作用。

 
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2017/11/18 11:42:03 x5675602
中国加油
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