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『首屆中國大學生超級計算機競賽暨ISC12國際大學生超級計算機競賽中國區選拔賽』初賽於3月22日完成,經過激烈的角逐,國防科學技術大學、中國科學技術大學、清華大學、武漢大學、山東大學、中山大學等六大名校躋身決賽。這六支出線隊伍將在4月16日至4月19日在北京舉行決賽,爭奪6月份在德國舉行的ISC12國際大學生超級計算機競賽的兩張入場券。超算高手之間的強強對抗必將吸引更多關注,下面,讓我們走進這六支高校各具特色的超算世界(以下排名不分先後)。
國防科學技術大學
1983年12月22日,中國第一臺每秒鍾運算達1億次以上的計算機『銀河』在國防科學技術大學研制成功。『銀河』巨型計算機系統是我國目前運算速度最快、存貯容量最大、功能最強的電子計算機。它是石油、地質勘探、中長期數值預報、衛星圖像處理、計算大型科研題目和國防建設的重要手段,對加快中國現代化建設有很重要的作用。目前,只有少數幾個國家能夠研制巨型電子計算機。『銀河』計算機的研制成功,提前兩年實現了全國科學大會提出的到1985年『我國超高速巨型計算機將投入使用』的目標,使我國跨進了世界研制巨型機國家的行列,標志著中國計算機技術發展到了一個新階段。
2009年國防科學技術大學研制成功『天河一號』千萬億次計算機,使我國成為繼美國後第二個可自主研制千萬億次超級計算機的國家。2010年11月14日,國際TOP500組織公布了最新全球超級計算機前500強排行榜,天河一號的二期系統『天河-1A』成為全球運算速度最快的超級計算機。
中國科學技術大學
中國科學技術大學在超級計算方面的研究和應用幾乎涵蓋了包括計算機科學在內的科學與工程的各個學科。其中,很多研究方向(例如,計算物理、計算化學、計算生物學、天體空間模擬、氣象預報、空氣動力學、石油勘探等等)都涉及到高性能計算,甚至離不開高性能計算。
在典型應用領域的並行軟件研制與開發方面,主要針對國民經濟建設和國防安全領域的一些典型應用研制與開發並行軟件,主要包括淮河流域的汛期防洪調度、枯水期防污調度和水資源優化配置等資源環境方面的應用,災害性氣象預報、城市社會應急系統和火災現場的模擬在線與分析等社會公益方面的應用,信息攻防和雷達成像分析等國防安全方面的應用,以及基因序列分析和蛋白質功能位點預測等生物信息學方面的應用。
清華大學
清華大學計算機系成立於1958年,現已發展成為我國計算機學科領域內綜合實力強,影響力大的計算機系,在中國計算機事業的發展乃至國民經濟建設中發揮著重要的作用。自1998年1月起,清華大學計算機系師生在國際上發表高水平SCI論文共1637篇,在全球排名第11位(前十位均為美國著名企業及高校:IBM、麻省理工、AT&T、斯坦福等)。
目前清華大學與浪潮集團共建有超百萬億次的超級計算機於2011年投入運行,這臺超級計算機已經承擔起了聯合國政府間氣候變化專門委員會第五次評估報告(IPCC-AR5)氣候模擬、預測、評估試驗的計算任務。通過中國科學院大氣物理研究所『大氣科學和地球流體力學數值模擬』國家重點實驗室(IAP/LASG)氣候系統模式研發團隊與清華大學地球系統科學中心(CESS)高性能計算團隊的共同努力,利用IAP/LASG自主發展的氣候系統模式FGOALS,基本完成了『政府間氣候變化專門委員會』第五次評估報告(IPCCAR5)要求的核心數值實驗,即第五次耦合模式比較計劃協同數值實驗(CMIP5)。目前已經向『國際氣候模式診斷和對比計劃委員會』(PCMDI)正式提交模擬實驗結果。
武漢大學
武漢大學擁有華中地區高校領先的高性能計算系統,全校有多個學院的教師和在校學生注冊並使用該系統,包括:電子信息學院、測繪學院、電氣工程學院、水利水電學院、化學與分子科學學院、數學與統計學院、生命科學學院、土木建築工程學院、資源與環境科學學院、計算機學院以及物理科學與技術學院,其中共有8個興趣小組。
為准備參加本次大賽,計算機學院、網絡所、教學辦公室等相關負責老師就本次大賽的推廣宣傳展開了一系列活動,2月10日學院便開始通過郵件,學院首頁信息等媒體以及各年級學生會等組織在學生群體中宣傳,幾日內便有10多名學生積極報名參加,經過老師的選擇和面試,最終定下參賽名單。學院為參賽隊員提供了極大的設備及人力支持,營造了良好的競賽環境。小組精誠合作,團結一致,每天進行大量的交流和討論。互相學習,取長補短,共同進步。帶隊老師每天和隊員一起探討鑽研,學習。預賽階段隊伍克服了許多困難,完成了大量的測試,配置任務。
山東大學
山東大學在超級計算機的應用中有著豐富的經驗,其生命學院、化學院、藥學院、物理學院、能動學院和材料學院都有超算實際應用,其中引人矚目的是生物技術國家重點實驗室的973項目(2011CB707401)纖維素?高效降解結晶纖維素的催化機理研究,極大地促進CBHI持續高效降解結晶纖維素的分子動態過程的研究。纖維素外切?CBHI持續催化降解結晶纖維素的生物過程在毫秒級,這意味著常規MD模擬只能對?分子的動態過程進行有限的收斂模擬分析。為此,山東大學高性能計算團隊使用了增強取樣的副本交換分子動力學模擬(REMD)方法。REMD能夠加速計算,減少計算時間,但是會使用成倍於常規分子動力學模擬的計算資源。在山東大學高性能計算中心進行的纖維素?的REMD模擬,模擬包含80個副本,每個副本使用12核,共使用960核,總模擬時間尺度達到微秒級。此模擬將極大地促進CBHI持續高效降解結晶纖維素的分子動態過程的研究以及降解過程充分必要條件的闡明。
中山大學
中山大學擁有廣州高校領先的超算平臺,對於高性能計算在學科建設及科研創新中的應用非常重視。同時中山大學認為,人纔的培養是超算發展的關鍵,並通過課程教育、專業培訓和興趣小組等多種形式,進行相關專業人纔培育。目前學校高性能計算服務平臺上有來自16個學院的多個科研團隊,其中有不少對高性能計算感興趣的積極分子和有各種學科背景的興趣小組,高性能計算中心與這些積極分子和興趣小組保持了良好的關系,通過培訓、答疑、交流討論等形式促進他們更好的開展高性能計算本科研究上的應用。中山大學省計算科學重點實驗室,針對研究生開設有並行計算方向的研究討論班。
目前這六支隊伍正厲兵秣馬積極備戰國內總決賽。據悉德國的卡爾斯魯厄大學,美國的科羅拉多大學和紐約州立大學石溪分校這三所世界級名校已取得ISC12國際大學生超算德國漢堡總決賽入場券,三個月後他們將成為中國大學生超算隊必須直面的強大競爭對手。六支中國高校中的兩支優勝隊伍將站在世界超算大賽的舞臺上,面對來自世界其他國家的名校超級計算機年輕精英的挑戰,為我們展現一場新生代的中西超級計算機精彩對抗。