10月24日下午,2014中国计算机大会的重要活动之一 ----“数学工程与先进计算论坛”在郑州国际会展中心举行。
随着信息化技术在全社会领域内不断渗透和深入发展,对计算系统的运算能力与数据处理能力的需求不断提升,ZB级的数据量和EB级的计算能力成为下一阶段发展目标。然而,受功耗等物理效应的限制,集成电路技术的发展进入了后摩尔时代,工艺技术对整体性能发展的贡献趋缓,处理器单线程计算能力停滞不前,能效比替代绝对性能成为衡量计算系统能力的更重要标准。从应用需求入手,将数学模型、计算模型、编程模型、芯片设计、体系结构等各个层次综合考虑,开展优化协同设计,解决重大瓶颈问题,是高性能计算领域的共识。
本论坛由数学工程与先进计算国家重点实验室主办,汇聚了高性能计算应用、体系结构、算法、系统软件等方面的专家学者和产业人士,共同研讨软硬件协同优化设计的关键技术和热点问题。论坛主席由数学工程与先进计算国家重点实验室常务副主任、国家“863”计划先进计算主题专家谢向辉担任论坛主席担任。
数学工程与先进计算国家重点实验室副主任韩文报在论坛上作了题为“数学工程与先进计算:理论与实践”的报告。他在报告中指出:当前,以密码分析为代表、涉及国家安全与经济建设诸多领域的重大计算问题呈指数级增长,而计算系统能力的提升相对缓慢,数学工程与先进计算的交叉融合就是要不断探索解决战略工程高效计算的新理论、新方法和新手段。RSA作为一种公开密钥技术,广泛应用于安全产品和商业软件中,全球众多IT公司申请了RSA专利使用权,大部分网络信息安全产品和设备安装了RSA加密引擎。RSA公钥密码体制,其安全性基础为大数分解的困难性,这既是一个计算数论的理论课题,又是一项大规模的科学与工程计算项目,其完成不仅需要强大的计算机资源,还涉及到众多科学和计算领域。理论与工程实现密切结合是RSA大数分解研究的显著特点。
中国科学院软件研究所首席研究员孙家昶作了题为“面向神威PF级计算的非线性问题求解算法与软件”报告。他在报告中指出:在气候环境、核聚变、油藏模拟、飞行器设计等领域,高可扩展的非线性问题求解,主要瓶颈体现在隐格式带来的高频次全局通讯。即使考虑到使用极低延迟的高速网络,国内外的现有通用数值算法库,其有效可扩展性也只能达到 3~30 万处理器核,无法满足“神威”100PF级计算机的需求。计算机科学国家重点实验室正与数学工程与先进计算国家重点实验室协作,建立科学应用、数值求解、体系结构的抽象图,设计并实现它们之间的映像与耦合,据此建立新型的非线性问题求解器, 以期带来绝对计算性能的大幅度提升。数值计算软件的高可扩展性深化研究,源自于我们在晶体能带计算、油藏数值模拟、高性能数学库上的多年积累所形成的矩阵分块、嵌套分解、块消去树等概念与思路,并借鉴了国际上主流软件包的创新进展。
CCF副理事长、中国工程院副院长陈左宁在论坛上作了“面向应用领域的高性能计算机协同设计之实践”报告。她在报告中指出:近些年,高性能计算机发展迅速,随着系统规模越来越大,面临功耗、可用性、应用以及均衡性等诸多挑战。另外,存储墙、通信墙、规模墙和编程墙依然是制约高性能计算机设计的难点。协同设计将是解决高性能计算这些挑战的有效方法,协同设计联合领域专家、数学家和软硬件设计专家共同搭建适合现实应用的高性能计算环境。陈左宁在报告中介绍了高性能计算协同设计以及在这方面的探索和经验,包括协同设计在应用分析、体系结构和计算模型设计中的实践,以及如何使用软硬件协同设计技术解决性能、功耗、可用性、可编程性等方面的难题。
CCF青年工作者委员会常委、中山大学教授张军在论坛上作题为“大数据的理解与分布式进化计算方法”报告。他在报告中指出:大数据具有规模性、多样性、高速性和价值性,这4大特性使得传统的数据分析方法在处理大数据时遇到了瓶颈。以机器学习和计算智能相结合的机器智能技术为实现大数据的建模、计算和决策的高效处理提供了有效的解决手段。他在报告中围绕机器智能技术在大数据的建模与优化的研究,总结与归纳机器智能技术在大数据对象建模、计算过程和决策优化等数据处理过程的方方面面的重要方法,分析和总结机器智能算法在大数据计算与处理中的挑战与机遇。
清华大学讲师刘利在论坛上作“地球系统模拟结果二进制可重复性探讨”报告。他在报告中指出:地球系统模拟是研究全球气候变化最重要的方法之一。通过多组地球系统模拟试验分析,发现二进制可重复性对重现已有地球系统模拟的试验结果有重要意义。计算机技术的快速发展,特别是处理器和编译器的快速更新换代,给二进制可重复性带来了巨大挑战。针对如何提高重现二进制模拟结果的可能性,他提出了相关希望和建议。
国家“863”计划先进计算主题专家,高性能计算重大项目组专家谢向辉担任论坛主席
韩文报作报题为《数学工程与先进计算:理论与实践》的报告
孙家昶作题为《面向神威PF级计算的非线性问题求解算法与软件》的报告
陈左宁作题为《高性能计算协同设计实践》的报告
张军作题为《大数据的理解与分布式进化计算方法》的报告
陈一峯作题为《Parray异构编程工具进展及蛋白质折叠示范应用》的报告