“戈登貝爾獎”頒獎現(xiàn)場。

領完獎后合影留念，從左到右是：清華大學副教授付昊桓、中國科學院軟件研究所研究員楊超、清華大學博士后甘霖。

“戈登貝爾獎”有超算界諾貝爾獎的美稱。對于中國超算來說，等待“戈登貝爾獎”花落中國的時間有點久，29年來中國團隊從未摘得此獎。2016年，第二次沖獎的楊超團隊終于成功問鼎。

■本報記者 沈春蕾

“對不起，上午的會議超時，讓您久等了。”這是“戈登貝爾獎”獲獎團隊負責人、中科院軟件所研究員楊超見到《中國科學報》記者時說的第一句話。

“戈登貝爾獎”有超算界諾貝爾獎的美稱。對于中國超算來說，等待“戈登貝爾獎”花落中國的時間更久，29年來中國團隊從未摘得此獎。

“從2007年開始相關研究，到2011年沖獎團隊正式成立，到2012年第一次嘗試沖獎，再到2016年正式獲獎。”一路走來，楊超感慨萬千，“沒想到當年很遙遠的一個夢想成真了。”

挑戰(zhàn)雙重復雜

獲獎項目叫“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”，意思是使用了超過一千萬個核來完成一次氣候的數(shù)值仿真。尤其是在算法層面上，團隊提出了一個新的全隱式計算方法，可以大幅提升天氣預報的計算精度和運算速度。

楊超簡單地做了說明：“我們在一臺高度復雜的機器上挑戰(zhàn)了一個高度復雜的方法，但我們這項工作的復雜程度不是簡單的疊加，而是在一個異構眾核的綜合環(huán)境下，成功運用隱式方法，這在國際上沒有先例，也是我們獲獎的主要原因。”

縱觀“戈登貝爾獎”，隱式方法曾獨領風騷，但最近幾年由于體系結構的復雜性，獲獎的多是顯式應用，楊超團隊獲獎也宣告隱式方法的全面回歸。

楊超向記者解釋了顯式和隱式方法的區(qū)別：顯式方法是各干各的，互不搭理；隱式方法是大家一起干，定期交流。我們的獲獎項目相當于召集了一千萬臺計算機在共享前提下，一起完成一項任務。

以高性能計算機的發(fā)動機作比的話，顯式方法有點像“小步快跑式”，而隱式方法就是“大步穩(wěn)跑式”，楊超團隊選擇的大氣動力學應用則是裝載這臺發(fā)動機的汽車。

“大氣模擬是最經(jīng)典的高性能計算應用，我們在超級計算機上用算法和程序進行了一次有關氣候問題前所未有的復雜計算。這個算法的計算效率比當前國際上同類問題最高水平提升了近一個數(shù)量級，這也是獲獎的關鍵因素。”

沖獎一波三折

最初，楊超只想做好自己的項目研究，“戈登貝爾獎”對他來說只是遙不可及的夢。2011年11月，“天河一號”的問世，讓楊超的隱式方法研究實現(xiàn)了8萬核的模擬，這在當年的超算領域已經(jīng)接近頂峰。

隨后，楊超結識了清華大學副教授薛巍。當時，薛巍借鑒楊超的8萬核模擬的關鍵方法，并將其應用到氣象GRAPES上，效果很好。“薛老師鼓勵我沖沖‘戈登貝爾獎’，我一開始以為只是個玩笑，但薛老師很認真，我們也就‘擼起袖子干’了。”

后來，薛巍將清華大學地球系統(tǒng)科學研究中心副教授付昊桓介紹給楊超，到2011年底，3人沖獎突擊隊正式成立。“此時距離交稿只有不到半年的時間，一般沖獎至少得準備1年以上，我們在挑戰(zhàn)一項不可能完成的任務。”楊超說。

接下來就是沒日沒夜的備戰(zhàn)狀態(tài)，沖獎突擊隊隔幾天匯報交流一次，直到2012年4月終于在截稿日之前將論文投遞出去。那天，三人聚在一家小面館邊吃邊發(fā)呆，突然誰說了一句：“給多少錢都不干了。”

2012年的入圍名單里沒有他們的名字，但團隊卻沒有放棄，一種特殊的使命感已經(jīng)在團隊內(nèi)部生根發(fā)芽。

“2012年我們輸在隱式問題還是解決不了，后來選擇了顯式，而且應用沒有完全占滿整個機器，導致最終沒能入圍。”楊超團隊在總結分析失敗原因的同時，密切關注國內(nèi)頂級高性能計算機的發(fā)展。

2012年夏天，楊超結識了北京師范大學全球變化與地球系統(tǒng)科學研究院教授王蘭寧，4人沖獎突擊隊重新成立。之后幾年，團隊先后在“天河一號”“神威·太湖之光”上進行了關鍵技術研發(fā)和測試，不斷進行隱式方法的推演。“每次我們幾乎是最早在這些超級系統(tǒng)上做應用的。”

蟄伏4年，楊超團隊思考了很多問題：“國內(nèi)至今還沒有團隊獲獎，我們怎么才能完成任務，又如何從眾多入圍團隊中脫穎而出打動評委？”2016年，第二次沖獎的楊超團隊終于成功問鼎。

踐行契約精神

為了沖獎，楊超團隊舍棄了很多，得知當年薛巍的副教授競聘沒有通過，“如果他繼續(xù)做自己原來的項目，也許早就評上了。”楊超說。

除了幾位核心人員，這支團隊一共12人，正在讀博的敖玉龍是楊超的學生，也是隱式求解器關鍵部件優(yōu)化的骨干。他告訴記者：“我是2016年新加入團隊的，當時并不知道到底是一個什么項目，只是做了一份本職工作。”

楊超喜歡跟團隊成員們講契約精神，“沖獎是平等的，少了任何人都不行，每個人都有自己的責任分配，就像每個戰(zhàn)士發(fā)揮各自的戰(zhàn)斗力才能打贏戰(zhàn)爭。”團隊成員為了沖獎或多或少放棄了一些東西，也得到了相應的收獲。

楊超還記得自己去美國答辯之前，因為太忙忘記提前預訂酒店，最后他預訂了就近的汽車旅館，遭遇了警察敲門，目睹了加油站搶劫，答辯前一天鹽湖城大雪，屋里條件差，裹著兩床被子取暖。即使這樣，楊超回憶道：“跟沖獎的付出比起來，這些都不算什么。”

評獎委員會副主席是日本東京工業(yè)大學教授松崗聰，他對中國團隊獲獎的評價是：“這標志著中國正式成為了HPC（高性能計算機）領域的世界領導者之一。”

楊超認為拿到“戈登貝爾獎”是一個很好的開始，有助于樹立信心、鼓舞士氣。他堅信，中國高性能計算經(jīng)過長期不懈努力，會不斷創(chuàng)造新的輝煌。

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