将超级算力转为强大生产力

  【卓越工程师】

  山东小伙儿孟祥飞今年42岁，身材高瘦，戴着无边眼镜，脸上总是挂着笑。外表亲切温和的他是国家超级计算天津中心“天河”应用研发首席科学家，也是我国“十三五”首批“国家重点研发计划”高性能计算领域最年轻的项目负责人。

海外归来 白手起家

  2009年，首个国家超算中心在天津滨海新区筹建，改写了孟祥飞的人生。

  彼时刚从美国留学回国不久的他，放弃其他机会参与到我国首台千万亿次超级计算机“天河一号”的研制和首个国家级超级计算中心的筹建中。

  “实际上我的专业比较交叉，我原来学的是物理，但是我物理研究的领域要用超级计算机来解决问题。当时国内没有超级计算能力支撑，我属于联合培养，到美国去开展科研工作，借助他们的超级计算能力，当时做得还是比较好，但我觉得回到国内能发挥更大的作用。”

  然而让孟祥飞没想到的是，回国后的他面对的却是这样的状况：办公楼是毛坯房，白墙水泥地，电缆和网线裸露在外。

  孟祥飞和团队一起从改造机房、安装电缆等“体力活”做起，一个个上吨重的机柜要用人力分毫不差地部署到位。在近40摄氏度的高温下，团队成员钻到离地仅60厘米高的机柜下方，躺着安装通信线路，一干就是几个小时。

  “那时，我真正地体会到了什么是白手起家。”孟祥飞回忆道。

  因为抢时间，“天河一号”系统运行之初就实行“7×24”小时的服务模式。为了保障“天河一号”平稳运行，孟祥飞晚上也不离开，实在累了、困了，就在装服务器的纸箱上躺一会儿。

  经过7个月的日夜奋战，孟祥飞团队完成了原本需要一年多才能干完的工作，“天河一号”超算系统实现了稳定运行。

  它能做什么呢？孟祥飞对“超算”的科普是这样的：“‘算天’‘算地’‘算人’，‘管吃’‘管玩’‘管行’。百亿亿计算机是个什么概念？一秒钟计算100亿亿次，形象地说，它工作1小时，相当于全世界70多亿人工作上万年。”

  2010年，在第36届世界超级计算机大会上，“天河一号”一举摘下了“世界最快”的桂冠。中国成为继美国、日本之后第三个获得这项桂冠的国家。

  2014年，“天河一号”荣获国家科技进步特等奖。

“‘天河一号’用到哪儿，我们就得学到哪儿”

  实际上，“天河一号”也曾饱受质疑。

  “‘天河一号’的世界最快，当时对我们国人是一个非常振奋的消息。但在行业里有不少质疑声，‘天河’能不能用？是不是只是一台大型游戏机？”

  要想让“天河一号”更好地应用，只围着计算机转是远远不够的，必须要对具体应用领域有所了解。“‘天河一号’用到哪儿，我们就得学到哪儿，要做到上知天文、下知地理、中间懂空气，学习学习再学习。”孟祥飞笑着说。

  在开展研发的同时，孟祥飞为了让更多企业、院校、科研单位成为“天河一号”的用户，自己当起了“推销员”，一年要跑四五十个城市。

  2015年，海洋石油工程公司需要进行一个海上石油平台排放烟气的模拟计算。一个常规的工况模拟就需要高性能工作站近6天不舍昼夜的计算。海洋石油工程股份有限公司设计院首席工程师喻龙说，正是由于超算的助力，这个计算时间大大缩短：“当时孟祥飞带队提出了一个解决方案，利用超算的并行计算优势，现在（计算时间）降到了16~18个小时。”

  2020年，面对突如其来的新冠肺炎疫情，孟祥飞团队一方面利用超级计算为新冠治疗药物研发、疫苗研发提供技术支撑，另一方面通过整合新冠肺炎病例的CT影像数据，训练人工智能辅助新冠肺炎的诊断。孟祥飞介绍：“当时我们这个平台在2月上旬发布后，迅速在国内很多医院、科研机构得到应用，后来包括美国、伊朗、印度、巴西等国家，也借助云端来访问咱们平台，平台发挥了很重要的引领示范作用。”

  在孟祥飞等一批科研工作者的坚持与努力下，“天河一号”如今实现了“顶天”“立地”。“顶天”是指为科学研究服务，提升国家科技创新能力；“立地”是指为产业发展服务，促进经济建设快速发展。

  现在的“天河一号”，大到可以计算宇宙的形成演化，小到可以模拟一个个原子组合成新材料的过程，在航空航天、基因科技、先进制造等数十个领域得到了广泛应用，累计支持我国各领域重大创新突破和成果超过2500项。

  “目前，我们正在围绕‘天河’新一代百亿亿次超算进行创新攻关。‘快’已不是目标，现在最重要的是要把超级算力转变为强大的生产力。”孟祥飞表示，团队成员将重点面向新材料、生物医药、人工智能等领域，打造开源开放的创新能力平台，让超算发挥更大的作用。

  （本报记者 刘茜 陈建强）