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【新华社】半月谈丨大国重器“天河”:十年磨一剑,“人体内原子比宇宙里星星还多”

发布日期:2022-01-17 16:38 来源:新华社 分享到:
  • 新华社2022年01月17日报道:

    在国家超级计算天津中心“天河三号”原型机机房内,孟祥飞(中)和同事一起巡查。新华社记者 李然/ 摄

    半月谈记者 梁姊 王井怀

    12年前,现任国家超级计算机天津中心天河应用研发首席科学家孟祥飞从美国回国,与团队一起部署我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”。从初期设计、安装到后期的应用推广和再度创新,孟祥飞和团队用12年的时间实现了我国民用超级计算机从0到1再到正无穷的蜕变。在这一过程中,孟祥飞的身份逐步从“工程师”转换成“拓荒牛”“推销员”“领航员”,一步步推动诸多超算应用技术从无到有,从实验室飞向祖国大地。

    孟祥飞:在我们超算人的圈子里,流传着一个很心酸的故事。很多老超算人与超级计算机的初见是隔着一层玻璃的。在改革开放之初,我们国家没有超级计算机,只能花高价从国外买进,然后放进一间独立的机房里——只允许国外的技术人员入内进行操作,我们国家的科研人员只能在外面隔着玻璃窗户看。

    超算与我隔着的则是太平洋。2007年,我在南开大学理论物理系读博士,因为从事的研究需要大规模的算力支持,国内很难实现,于是前往美国交流访学。我所就读的美国学校排名并不靠前,但有超级计算机,国内外科技创新的差距让我感触很深。那时就有一个朦朦胧胧的想法,要是有一天能用上我们自己的超算该有多好。于是,我在美国进行物理研究的同时,也逐渐对超算技术有了全面的掌握。

    2009年,孟祥飞刚回国不久,就获知国家超算天津中心筹建的消息,他毅然放弃了所有的工作机会加入新团队。没有工资、待遇,甚至连办公室也没有,六七个人组成的团队挤在一间两居室的小公寓里,打造出首个国产千万亿次超级计算机“天河一号”的初期规划设计。

    孟祥飞:2009年起,我开始和团队一起研究部署“天河一号”超级计算机。和大家想的不太一样,超算的研制部署工作并不都是技术创新,最初的工作很大一部分是体力劳动。我们要从改造机房开始,铺设电缆、安装服务器……听起来不像是科学家干的事,但没人觉得不应该。

    为了铺设通信光纤,我们只能躺在距离地面60厘米的机柜下方一条一条地连接。机房里没有空调,夏天时室温近40摄氏度。大家都在连轴转,累急了就躺在纸箱子上打个盹儿。

    艰辛的付出终有回报,2010年,我国首台千万亿次超算“天河一号”部署完成,仅用了7个月的时间。同年11月,全球超级计算机500强发布,“天河一号”以每秒2570万亿次的实测速度成为世界运算最快的计算机。

    天河超算部署成功后,难题接踵而至。由于国内缺乏超算的发展基础,天河超算虽然能为各行各业提供算力支持,却很难被业内人士理解,无法真正投入应用。同时,由于采用了创新性的技术路线,所以外界质疑,说“天河一号”只不过是一台“中看不中用”的大型“游戏机”。

    备受质疑的那些日子,孟祥飞最大的感受是,一项科研成果,无论取得了怎样的纸面成绩,如果技术不能转化就没有意义。因此,他再次卸下科学家的身份,变成了“推销员”,飞往各地,联络企业、科研机构,推广超算,争取合作。

    孟祥飞:超算的应用领域是十分广泛的,但对于企业或科研机构,最重要的不是超算的算力有多么强大,而是超算能够为其做什么。

    我对自己的要求就是“上懂天,下懂地,中间懂空气”,干不好天河的应用,我就卷铺盖走人。学习成了唯一的途径,我的习惯是随身带一本书。为了利用一切时间阅读资料,我的电脑也从不关机。

    2011年,我们承接了一个挑战性很强的油气勘探项目。当时的勘探图像处理技术被国外垄断,国内一个油田每年要花几百万甚至上千万美元租用国外的软件。我们联合中石油东方物探开始对这个软件进行研发测试,从数据的提取、转移,到能够复制推广到其他领域的底层技术。经过不懈努力,我们攻克了高密度勘探处理项目,达到精度最高的同时,软件处理耗时也从原来的数十天缩短至16个小时。因为我们的产品出现,国外的软件开始半价倾销,中石油东方物探也成了国际领先的物探企业。这进一步证明了我们超算的算力不但能够转化为生产力,还能助推整个行业的发展。

    我还有一个愿望,那就是让超级计算机成为“超级大脑”,能够预测未来的世界环境变化、宇宙形成演化、人类生命健康等挑战性问题,提高人类生存和社会发展质量。

    当前,新一代百亿亿次超算的应用研发创新正处在关键节点。作为这支平均年龄只有30岁的科学家团队的“领航员”,团队建设和人才培养成了孟祥飞操心最多的事情。

    孟祥飞:超算人才并不是单一学科就能直接培养出来的,尤其是和实际应用结合后,交叉学科体系培养至关重要。新员工入职以后,我都会给大家上“第一堂课”,讲超级计算机的历史沿革、技术开发和应用融合,便于大家对超算和超算应用产生基本认识。在实际的项目进行中,我会和大家分享如何将不同行业的需求转化为超算的技术,而这些技术又通过什么样的支撑工具实现。我们依靠实际工作中的需求和项目,来驱动人才与团队的培养。

    超算应用开发其实仍存在很多知识和技术层面的困难,也会有人出现畏难情绪。我在“第一堂课”时经常会和大家分享一个小例子:人体内有超过40万亿个细胞,比银河系里星星还多。人体是由1027个原子组成,比宇宙里星星还多。也就是说,我们每个人都是一个小宇宙,我们所承载的能量,能做出很多有意义的事情。

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