“高性能計算”重點專項2016年度重點研究任務已經完成部署

國家重點研發計劃“高性能計算”重點專項經過兩年的戰略研究及論證，于2016年正式啟動。經形式審查、預評審、正式申報、視頻答辯評審、項目預算評估及項目任務書籤訂等環節，高技術中心順利完成了“高性能計算”重點專項首批19個項目的立項工作，對10個重點研究任務進行了部署。

本重點專項的總體目標是突破E級計算機核心技術，依託自主可控技術，研製滿足應用需求的E級（百億億次級）高性能計算機系統，使我國高性能計算機的性能在“十三五”末保持世界領先水平。研發一批關鍵領域/行業的高性能計算應用軟體，建立國家級高性能計算應用軟體中心，構建高性能計算應用生態環境。建立具有世界一流資源能力和服務水平的國家高性能計算環境，促進我國計算服務業發展。圍繞E級高性能計算機系統研製、高性能計算應用軟體研發、高性能計算環境研發3個技術方向，專項共設置了21個重點研究任務，實施時間至2020年底。

2016年，專項啟動10個任務，主要包括新型高性能互連網絡、E級計算機關鍵技術驗證系統、總體技術及評測技術與系統研究、適應于百億億次級計算的可計算物理建模與新型計算方法、重大行業應用高性能數值裝置原型系統研製及應用示範、重大行業高性能應用軟體系統研製及應用示範、科學研究高性能應用軟體系統研製及應用示範、E級高性能應用軟體編程框架研製及應用示範、國家高性能環境計算服務化機制與支撐技術體系研究、基於國家高性能計算環境的服務系統研發等方面的研究內容。高技術中心將發揮自身的優勢，組建專項管理辦公室和總體專家組，對項目實施分類精準化管理，加強項目的協調互動和整體推進，確保項目任務的順利完成。

通過專項的組織實施，“高性能計算”重點專項2016年度啟動的19個項目覆蓋前沿基礎研究、共性關鍵技術研究和應用示範三個方面。

整個專項的總體項目“總體技術及評測技術與系統”將開展專項發展戰略和總體技術方案的研究，研究對E級機進行評價的評測方法，研發評測系統和基準測試程序。項目還要研究並制定高性能計算相關標準。

前沿基礎研究 “面向E級高性能計算機的新型高性能互連網絡技術研究”和 “適應于E級計算的可計算物理建模與新型計算方法”2個項目。前者主要是探索適應E級計算機要求的高性能互連技術，在速度、功耗、可擴展性等方面滿足E級系統互連的要求。後者研究適應E級計算的可計算建模方法和計算方法，結合超高精度醫學影像重建、核聚變中的磁流體穩定性、血栓形成機理和超高建築抗震分析等四個應用問題開展建模和共性算法的研究，並對共性算法進行優化。

E級系統全面研發開始之前的E級計算機關鍵技術原型系統預研方面立項3個項目，將在E級機體系結構、關鍵技術、系統軟體和典型應用驗證等方面開展探索性的研究，探索實現E級系統的可能的技術路線和手段。3個項目將採用不同的技術方案，為下一步E級系統的研發摸索經驗。項目的成果也將成為遴選E級機研發團隊的依據。

在高性能計算應用方面，啟動了2個數值裝置、4個行業與領域應用軟體和一個應用軟體編程框架的研發。“數值飛行器原型系統研發”項目將研發面向飛機優化設計的氣動力、結構強度以及流固耦合優化等軟體，形成面向飛機設計優化的數值模擬系統，並在真實飛機設計的應用中得到驗證。“地球系統模式的改進、應用開發和高性能計算”項目將研發地球系統數值模擬系統，支持地球系統模式的研究和應用。4個並行應用軟體覆蓋複雜工程力學、流體機械設計、海洋環境數值模擬和材料科學等領域，分別針對領域問題研發並行應用軟體，解決應用問題，並在數十萬核的並行計算規模達到良好的並行效率。

“E級高性能應用軟體編程框架研製及應用示範”項目將研發結構網格、非結構網格、無結構組合幾何計算、有限元計算和非數值圖計算等5個編程框架，在E級機和兩台100PF高性能計算機上進行部署，支持40個並行應用軟體的研發。

在高性能計算環境研發方向啟動了1項國家高性能計算環境關鍵技術與支撐技術體系項目和5項基於國家高性能計算環境的服務系統研發項目。“國家高性能計算環境服務化機制與支撐體系研究”項目將研究國家高性能環境新的服務與運行機制及技術支撐手段，開發支持環境服務化運行的軟體平臺，並提升和優化環境的資源及其管理。服務系統項目包括兩個行業集成業務平臺項目、兩個領域應用社區項目和1個高性能計算教育實踐平臺項目。“面向航天行業的工程力學優化設計平臺研發與應用示範”和”基於自主創新的石油地震勘探行業應用平臺”兩個項目將針對相關行業的應用問題，建立行業業務的集成平臺,提供行業用戶使用。“基於國家高性能計算環境的生物醫藥應用服務社區”和“工業産品創新優化設計服務社區開發與應用”兩個應用社區項目將研發和集成藥物研發、工業産品設計方面的軟體，形成領域軟體資源庫，開發應用社區系統軟體，建立應用社區，提供服務。“基於國家高性能計算環境的教育實踐平臺”將研發面向大學生、研究生的高性能計算教學軟體，建立提供豐富高性能計算教學資源和計算資源的平臺，並向大學生和研究生提供免費的計算機時。