带领国内超算技术跻身世界一流 记国家超级计算广州中心主任卢宇彤

广东科技报 2019-02-15 11:20

卢宇彤当选ISC Fellow。五代银河,两代天河,她背负着中国科学家的坚毅精神,带领国内的超算技术跻身世界一流;六次雄踞榜首,两度蝉联亚军,“天河二号”的累累硕果,离不开她们研究团队日日夜夜的辛劳耕耘。她,就是卢宇彤,温文尔雅的女科学家,“天河二号”的副总设计师,国家超级计算广州中心主任。

结缘“天河”,与国产超算共成长

从五代“银河”系列到两代“天河”系列超级计算机,中国的超算事业从追赶到超越。在这个飞速发展的过程中,卢宇彤教授既是见证者,亦是参与者。谈及与“天河”的缘分,她称自己是个“幸运儿”。

“小时候每个人的梦想都是当一名科学家。”卢宇彤打趣道。1983年,还是个中学生的卢宇彤了解到国家第一台巨型机银河一号在国防科技大学研制成功,这在社会上引起了非常大的轰动。“我和很多同学一样,慕名银河一号而报考了国防科技大学。我是长沙人,报考国防科技大学属于"近水楼台先得月"吧。”

卢宇彤本科考上了国防科技大学后,一待便是许多年。在科大的计算机学院(原计算机系)就读完本硕博后,在国防科技大学工作,直到后来到了国家超级计算广州中心(以下简称超算中心),并且在中山大学任教。

她与“超算”的缘分开始于计算机学院的毕业设计。彼时,卢宇彤的老师负责“银河二号”编译器的开发,她跟随导师,进行“银河二号”相关系统的软件测试与验证。“不同于现在的计算机技术,那时候所有程序都是字符界面,必须按顺序输入,稍有差错就得从头再来。所以必须打醒十二分精神,耐心、谨慎地面对每一个步骤。”卢宇彤说,正是靠着这种认真、谨慎的精神,老一代“银河人”独立完成了所有的硬件和软件设计,并一路传承下去,有了“银河”七代系统,后面又有了“天河”一代、二代的系统开发。

此后,从本科到硕士、博士,从“银河”到“天河”,卢宇彤随同“超算”国家队共成长,也见证了国产超算从跟跑到并跑再到连续多年夺取“世界第一”的发展全过程。

十一五计划后,在国家科技部的支持下,天河系统工程得到大力推动支持。得益于一路以来所得到的丰富经验,卢宇彤担任“天河二号”的副总设计师。2015年11月16日,全球超级计算机500强榜单在美国公布,“天河二号”超级计算机系统以每秒33.86千万亿次的计算速度连续第六度称雄蝉联榜首。这项成果的研制成功,标志着我国在超级计算机领域已走在世界前列。在短短的几十年间,从跟跑到并跑再到领跑,中国超算的飞速发展让国人为之骄傲,也让世界为之惊叹。

和时间赛跑,让超算更接地气

不断赶超世界先进水平、连续夺冠的背后,是对完美的追求与付出。“"天河二号"系统完成研发的时候,国外同行特别诧异,觉得我们不可能在如此短的时间内完成。但我们一直比别人多花三倍的时间工作,没有假期也没有周末。我们最终选定的方案,往往是在几十个方案中,经过遴选、实验、调试和验证才选定的。”

2016年2月,卢宇彤受聘担任广州超算中心主任,在她的领导下,超算中心面貌焕然一新,建立了全新的体系架构和管理制度,中心从此进入高效的运作模式。卢宇彤也因此荣获中山大学2016年度科研业绩突出贡献个人奖。

对于大众而言,超算似乎离人们的日常生活很远。传统的超级计算机主要是服务于科学领域,而卢宇彤正在做的,就是让超算更“接地气”。“从技术层面上讲,它的研究难度确实比较高。我们要做的是搭建面向多个领域的应用软件平台,实现高性能计算与大数据处理、云计算的融合,通过“天河二号”实现广泛的用户利益最大化。”

两年内,卢宇彤带领超算中心积极推动交叉研究,大力拓展超算应用。截至2017年11月,超算中心服务用户数已经超过2500家,支撑了800多项国家级课题的研发工作,如大气海洋环境、天文地球物理、工业设备制造、新材料新能源、生物医药健康、智慧城市等领域。

卢宇彤希望能依托超算,为各领域的研究人员提供帮助。由于涉及的领域广泛,卢宇彤需要耐心地去和某个领域的专家沟通他们的模型、算法、研究方法、应用特性,也需要不断地学习许多交叉学科的新知识。对新事物的好奇和对知识的渴望,使得卢宇彤对各领域的知识能够有很大的兴趣。尽管工作压力很大,她也能收获到知识带给她的乐趣。

不只是超算中心的掌舵人领头人、交流论坛上的学者、国际上顶尖的科研人员,卢宇彤还是中山大学数据科学与计算机学院的老师。卢宇彤对学生学术指导上十分严谨,她希望学生在看别人文章时,不只是知道这篇文章的优点,也要对它的缺点和隐藏的负面影响进行深入分析。“这需要你不能停留在文章字面,还要对文章涉及的各个原理和技术进行调研。”

卢宇彤一直提倡自由开放的研究氛围。在国防科大的时候,卢宇彤和她的团队在讨论问题时会争论不休,甚至吵起来。“真理越辩越明。”她常鼓励团队中更年轻的,或是她的学生要大胆提出自己的想法,“建立一个大家能畅所欲言的氛围,在这里没有学术权威。”学生们向她学习做研究的方法、得到思维逻辑上的指导,而在具体问题上,卢宇彤则鼓励学生亲自去探索、实践。

当选世界首位女性ISC大会主席

除去天河二号设计师的光辉形象,卢宇彤更是国际一流的超算领域专家。2017年6月,在德国法兰克福召开的国际超级计算大会(ISC)2017开幕式上,卢宇彤、与美国劳伦斯伯克利国家实验室ErichStromaier博士一道当选ISCFellow,成为中国首位获此殊荣的学者,全球唯一一位女性ISCFellow。

国际超级计算大会(ISC)是超算领域的最权威、规模最大的2个国际大会之一,也是全球历史最悠久的产业大会。而ISCFellow是ISC授予对全球高性能计算发展及ISC大会做出杰出贡献的个人的最高荣誉,此前全球仅有8位学者获得此称号,卢宇彤正是其中之一。

对待自己获得的荣誉,卢宇彤教授表现得十分淡泊与平静。“荣誉只能代表你的过去。得了也挺好的,不得也没关系。只要能做自己喜欢的事情,哪怕再有困难,只要通过努力能带来好的效果,那就是值得的。”卢宇彤用“幸运”来解释自己职业生涯的发展。她说,能够代表中国科学家在国际超级计算大会取得一席之地,是在中国超算快速发展的背景下,国际学术界对个人专业学术水平的认可。“中国超算事业经过几十年积累,终于可以在国际学术圈发出自己的声音,是件很让人振奋的事。”

卢宇彤说:“我很荣幸当选为ISCFellow。这个会议帮助扩大了我们的国际交流。ISC是连接了从东方到西方,从学术界到工业界的HPC社区的大家庭。参加这次会议,我遇到了许多有趣,才华横溢而且充满创意的人。将来,我想继续与我的同事们通力合作,消除HPC系统和应用之间的差距,减轻HPC技术的区域不平衡。我相信我们应该分享HPC研究成果,让科学、工程和社会从HPC的最新发展中得到最大利用。我希望能够对这一努力做出贡献。”

创新感言

“创新来自两个方面,一是前瞻性地把握未来技术的发展趋势及社会需求,二是找到创新的方法,通过实干去满足这样的需求。人才是第一资源,事业留人比待遇留人更重要。在基础科研和核心关键技术研究领域,还需要沉心静气,耐得住寂寞,长期付出,未来可期。”

科研感悟

在卢宇彤看来,身处超算这个男性居多数的领域,她有着一套自己的心得体会。“在我们这个领域,虽然女性少一些,但在成长过程中,没有明显的区别。事实上,女性还有不少优势。比如,在对技术整体方案把握的同时,更注重细节。女性在沟通上也有优势,超算这类大工程项目,团队协作非常重要,从硬件到软件到应用,整体性能的提升依靠的是团队的力量。”卢宇彤说。“在计算机并行程序的一系列复杂性和不确定性下,每当我写的代码被验证、能发挥作用的时候,自我感觉特别好。”作为一名女性科学家,她说自己是“处女座的完美主义者”,自我要求很高,每件事都要求做到最好,也不愿墨守成规,对于各种变化和挑战都能比较快适应,并且在变化中找到自己的位置。

卢宇彤博士,教授,博导,国家超级计算广州中心主任,现任中山大学数据科学与计算机学院教授,ISCFellow,曾任国防科技大学计算机学院软件所副所长,银河天河工程副总师。卢宇彤获得国家科技进步特等奖1项、一等奖1项,军队科技进步一等奖4项,二等奖6项。获国家教育部“新世纪优秀人才”支持计划”,全军巾帼建功先进个人,荣立二等功2次。近年来,多次在国际超级计算顶级会议SC、ISC、IPDPS、NAS等上做主题报告和大会报告,是中国大陆首个国际超级计算大会ISC的主题报告者。

卢宇彤长期从事国产高性能计算大规模并行系统软件的研究与实现,参加了五代银河系统和两代天河系统的研制工作。面向高性能计算系统的高性能、高可扩展、高可靠和易用性的挑战,在自主高速互连通信软件系统、并行消息传递程序运行支撑系统、大规模并行文件系统和大规模资源管理系统等高性能计算核心关键系统软件研究领域取得了一系列重要的技术创新与突破。

文/综合图/资料图片

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