焦旭

“集群采用了英特爾至強(qiáng)金牌處理器、815個(gè)雙路刀片服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、3.26萬個(gè)計(jì)算核心、5.5PB的存儲(chǔ)裸容量，還配備有GPU節(jié)點(diǎn)4個(gè)、KNM節(jié)點(diǎn)4個(gè)、FPGA節(jié)點(diǎn)2個(gè)，系統(tǒng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)為英特爾最新的1152端口OPA。系統(tǒng)理論峰值性能為每秒2500萬億次，實(shí)測(cè)計(jì)算性能為每秒1687萬億次。”

這樣一組數(shù)據(jù)，在HPC業(yè)內(nèi)人士看來似乎并沒有什么驚艷之處。如果說，這套超算系統(tǒng)是一所2011年才創(chuàng)辦的高校，從開始籌建到最終交付用時(shí)不到一年打造的話，就會(huì)讓人留下深刻的印象了。

南方科技大學(xué)正是這樣一所讓人印象深刻的高校。作為國家高等教育綜合改革試驗(yàn)校、廣東省高水平大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)高校，它是由廣東省領(lǐng)導(dǎo)和管理的全日制公辦普通高等學(xué)校，深圳市創(chuàng)辦的一所創(chuàng)新型大學(xué)。南科大僅用短短數(shù)年時(shí)間就已經(jīng)成為國內(nèi)知名、國際上有一定影響力的高校，其實(shí)力在國內(nèi)科技大學(xué)里面排名前五位，在泰晤士報(bào)世界大學(xué)排名上已經(jīng)排到了中國內(nèi)地第八的位置。全校近300余名教學(xué)科研系列教師中，有28名院士、35名國際會(huì)士、24名“國家杰青”、8名“國家優(yōu)青”。這樣高的頂尖人才比例，足以擠進(jìn)985頂級(jí)行列，秒殺大多數(shù)211高校了。

在HPC領(lǐng)域，南科大的二期高性能集群——“太乙”在SC2018全球超算大會(huì)最新一期的全球Top 500超算集群排名中名列第127位，在國內(nèi)高校中除國防軍事類院校外位居第一。南科大的學(xué)生超算團(tuán)隊(duì)在剛剛結(jié)束的ASC19世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽總決賽上獲得了大賽一等獎(jiǎng)、應(yīng)用創(chuàng)新獎(jiǎng)及最佳人氣獎(jiǎng)三個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

是什么讓南科大在短短幾年間取得了如此成績？又是什么促使南科大在HPC計(jì)算上如此發(fā)力？可以說，科研與創(chuàng)新是其源動(dòng)力。正如南科大副校長兼總務(wù)長魯春所言：“我們的教授大概有80%都是從國外回來的，他們回國最看重的不光是待遇，而是科研實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，目前越來越多的科研項(xiàng)目都是計(jì)算機(jī)模擬而來，因此HPC計(jì)算平臺(tái)的重要性不言而喻。如果沒有很好的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源，如果沒有平臺(tái)，這些高級(jí)教授人才回來做不了科研也就沒有了意義?！?/p>

據(jù)了解，南科大作為一所創(chuàng)新型大學(xué)，其目標(biāo)是迅速建成國際化高水平研究型大學(xué)，建成中國重大科學(xué)技術(shù)研究與拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地。其在新型物理、材料領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，包括凝聚態(tài)物理等前沿理論，位居國內(nèi)科研領(lǐng)域的前沿。當(dāng)前學(xué)校各大學(xué)科中計(jì)算需求量較大且迫切的學(xué)科主要集中在物理、化學(xué)、生物、環(huán)境、材料、金融、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域。

魯春在采訪中向記者列舉了兩個(gè)例子，南科大在做無人機(jī)空氣動(dòng)力研究時(shí)，如果完全用實(shí)體飛機(jī)來實(shí)驗(yàn)，很多時(shí)候?qū)?shí)驗(yàn)實(shí)體具有破壞性，成本非常高，倒不如利用算法模型，模擬全天候和各種惡劣氣候條件下的機(jī)翼性能優(yōu)化，這時(shí)候就需要進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)的大量計(jì)算;而在生物信息學(xué)領(lǐng)域，人體腦電波在不同的場(chǎng)景下，會(huì)產(chǎn)生什么樣的變化，都會(huì)產(chǎn)生出大量數(shù)據(jù)，腦電波與行為之間的關(guān)系，都需要進(jìn)行大量計(jì)算。

正因如此，南科大在2015年搭建的一期高性能集群——“啟明”的計(jì)算和存儲(chǔ)資源很快就無法滿足校內(nèi)科研項(xiàng)目的需求。而為了讓“太乙”在使用中效率更高，南科大通過郵件調(diào)研所有教授的需求，進(jìn)行綜合考量：材料系要做原子量級(jí)、電子量級(jí)的計(jì)算，對(duì)計(jì)算量的要求會(huì)非常巨大;計(jì)算機(jī)系更多的是關(guān)注人工智能，對(duì)算法的運(yùn)算力是不是足夠高十分關(guān)注;生物系要求的計(jì)算性能不是特別快，但對(duì)存儲(chǔ)的性能要求很高。

魯春指出，得益于精細(xì)化管理和不斷改進(jìn)的作業(yè)隊(duì)列系統(tǒng)，目前“太乙”的資源利用得當(dāng)。南科大還將會(huì)進(jìn)一步幫助用戶提高他們代碼的計(jì)算效率。不過按照南科大目前的發(fā)展速度，可能很快就要對(duì)超算中心進(jìn)行升級(jí)了。

從“啟明”到“太乙”，得益于南科大在超算領(lǐng)域的前瞻性布局，在2018年Nature Index的70多個(gè)刊物里，南科大教授們所發(fā)表的文章數(shù)排在所有中國大學(xué)第26位，但在所有大學(xué)發(fā)表的文章中被引用量已排名全國第一。