9月24日,由曙光公司主办,中国科学院计算机网络信息中心协办的第二届曙光超算技术大会(SSC13)在北京召开。此次会议以汇“技”智慧深植应用为主题,汇集了来自中国科学院计算机网络信息中心、中国科学院北京生命科学研究院、中国科学院微生物研究所、中国科学院高能物理研究所、中国科学院计算技术研究所、中国科学院地质与地球物理研究所等多领域业内权威的专家以及Nvidia、Intel、Mellanox、NAG等软硬领导厂商,并同与会者一起探讨中国高性能计算的创新与应用发展方向,帮助用户了解高性能领域的前沿技术。
应用专家:
1、中国科学院计算机网络信息中心研究员 金钟
嘉宾介绍:1997年7月毕业于北京大学,获学士学位;2006年7月毕业于美国Emory University,Cherry Logan Emerson科学计算中心,获博士学位。现任中国科学院超级计算中心多学科/重点科学大规模计算软件与实现主管、计算化学虚拟实验室执行负责人兼技术主管和中美联合科学计算中心执行负责人。
近年来,作为项目负责人主持国家863计划重大项目1项(“高性能计算化学应用系统”)、CNIC青年基金1项(“基于e-Science应用的高性能计算 化学增值服务模式研究”),国际合作项目2项。作为主要成员先后参加并完成科技部、基金委、中科院和美国国家科学基金(NSF)、能源部(DOE)、 ONR(Office of Naval Research)资助科研项目、课题十余项。主要从事高性能计算应用和并行软件实现、应用网格、高性能计算化学软件算法和应用技术等交叉学科方面的研究工作,先后发表论文三十多篇,其中SCI收录十余篇。
演讲主题:面向中科院新一代超级计算机ERA的应用
主题概述:目前,我国高性能计算机的硬件研制水平已达到国际领先水平,但应用软件的研发和应用水平却大大滞后于硬件的研制。中国科学院作为我国高性能计算应用的先锋和“国家队”,在应用研发和高性能计算的应用领域一直处于国内的前列。而随着中国科学院“十二五”科研信息化项目的开启,第六代超级计算机ERA的研制与部署已步入快车道。我们将介绍针对ERA的应用开展和预研成果。
2、中国科学院北京生命科学研究院研究员 赵方庆
嘉宾介绍:赵方庆,博士,研究员。中科院“百人计划”入选者。2001年获青岛海洋大学海洋生物学、计算机技术及其应用专业学士学位。2006年在中国科学院海洋研究所获博士学位,研究方向为海洋微藻的进化基因组学。2006年7月至2007年底在美国宾州州立大学生物化学和分子生物学系做博士后研究,方向是光合微生物的基因组学。2008年1月至2010年底在该校的比较基因组学和生物信息学研究中心,从事计算生物学的研究工作。2010年10月被中国科学院北京生命科学研究院聘为“百人计划”研究员,主要研究方向为计算基因组学。现为中国科学院北京生命科学研究院计算生物学联合研究中心秘书长。目前已在国际刊物上发表研究论文30余篇。
演讲主题:高性能计算与基因组科学
主题概述:新型高性能仪器设备的开发和运用,一直推动着科技的不断创新和进步,也在生命科学相关领域的发展中发挥着不可替代的作用。近几年来,以新一代测序仪和质谱仪等为代表的大型仪器设备,在基因组学和蛋白质组学分析中得到了广泛的应用,通过生成大规模数据实现了真正意义上的“组学”研究,并对学科发展产生着极其深远的影响。然而,新一代的检测技术也从根本上撼动了传统的组学数据分析模式,在计算生物学算法方面给研究者们带来了巨大的挑战。当前对基因组学的研究已经不仅仅局限于序列的测序与组装,更多的是通过大规模深度测序识别基因组结构及其变化的生物学意义,如通过基因组测序来认识疾病的发病机理与进化发展过程,从而来防止疾病的发生或找出医疗的方法。针对第二代测序仪生成的大规模测序数据,并行化和自动化的高性能计算有助于进行高效的序列处理,分析各类基因组学问题,帮助研究者更加快速准确地从海量、零散的信息中挖掘出生物学本质。
3、中国科学院微生物研究所副研究院 张新宇
嘉宾介绍:
张新宇,博士,副研究员。1995年获山东大学生物化学学士学位。2007年在清华大学获博士学位,研究方向为生物信息学。2009年至2011年在清华大学计算机系做博士后研究,方向是异质高通量数据整合算法研究。2011年3月至今在中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室负责生物信息学平台,任创新性平台中心主任。目前已在国际刊物上发表研究论文20余篇。
演讲主题:高通量测序生物信息学平台及分析案例简介
主题概述:着人类基因组测序计划的完成,以及下一代测序技术的迅速推广普及,全球两千多台测序仪每时每刻都在产生数以T计的测序数据,数据的产生速度远超数据储存和计算能力增长速度。如何管理以及全面分析这些生物学数据,从中去粗取精,去伪存真,并提取其中的生物学知识,已经成为生物学家和生物学实验室的难题。在此,我们介绍一个以曙光高性能计算集群系统作为硬件支持,以国际先进流行的专业分析流程作为软件系统,通过生物信息学专业团队构建的一个高通量数据分析平台。该平台架构于功能基因组学,比较基因组学,系统生物学等三个不同层次,可以对基因组和转录组测序数据以及蛋白质组数据进行深入分析,包括从测序生数据质控开始,一直到系统生物学分析(对各种组学数据的整合)。该平台自2011年建设以来,已经成功分析了14个新测序的真菌基因组和转录组,2个放线菌基因组及转录组,合作发表SCI论文5篇。
4、中国科学院计算机网络信息中心研究员 王龙
嘉宾介绍:王龙,研究员,理学博士,中科院超算中心技术总监,中科院计算机网络信息中心学位委员会成员。主要研究方向为计算宇宙学与材料第一原理计算中大规模并行算法与异构算法及其软
件实现。已发表SCI论文5篇,SC11会议(超算顶级会议)文章1篇,Springer专着1本(第二主编)。主持863、基金委、院信息化重点应用等项目,参与基金委培育项目、院交叉团队等项目。入选中科院首批“青促会”成员及北京分院“启明星”人才计划。
演讲主题:第一原理与流体的异构计算应用
主题概述:流体力学计算和材料科学中的第一原理计算是目前高性能科学计算中最常用的两类应用之一。基于第一原理和计算流体的传统MPI并行算法及软件实现已有相当多的工作,但随着异构计算逐渐成为高性能计算机发展的重要趋势,对这两类应用的异构计算软件需求也日益迫切。在这一软件开发进程中,传统并行算法往往不再适用,需要全新的算法设计和软件实现技术,特别是内存的精简使用、依赖于特定部件的细粒度优化技术和算法的重新设计。以发挥异构部件的计算能力,并屏蔽由于异构部件引入导致的额外数据传输开销(这往往是制约并行性能的主要瓶颈)。我们将以自主研发的平面波赝势的第一原理GPU加速软件Ultra-Mat和计算宇宙学的高阶流体计算软件:P-Widgeon为例进行介绍。
5、中国科学院高能物理研究所研究员 陈莹
嘉宾介绍:陈莹,1992年毕业于北京大学地球物理系;获理学学士,1997年毕业于北京大学物理系理论物理专业,获博士学位;1997年到中国科学院高能物理研究所从事博士后研究并于1999年11月留所工作至今,期间曾于2002年9月至2003年12月赴美国Kentucky大学访问交流;2006年被聘为高能物理研究所研究员。
陈莹研究员主要从事格点QCD的数值模拟研究工作,研究内容包括轻强子、粲夸克偶素、胶球和混杂态的质量谱以及强子激发态等,在国内外重要期刊发表文章40余篇。他利用手征费米子作用量研究核子及核子激发态的研究工作受到国际同行的广泛引用;关于胶球质量谱的计算结果被Particle Data Group(PDG) 2006-2012年的Review of Particle Physics连续收录;和国内本领域的专家于2005共同组建中国的格点QCD合作组--China Lattice QCD, 利用国内的超级计算系统从事格点QCD的大规模数值模拟计算,已取得一系列重要进展
演讲主题:格点量子色动力学--高性能计算在高能物理中的应用
主题概述:格点量子色动力学(格点QCD)是研究强相互作用非微扰问题的一种理论方法,研究手段是从第一原理出发利用蒙特卡罗方法进行大规模的数值模拟计算。格点QCD数值模拟研究已经成为高能物理理论研究的重要方面,研究结果日益受到高能物理实验和理论研究重视。从科学计算角度来讲,格点QCD也一直是国际上高性能计算的最重要应用领域之一。我们将阐述格点QCD的理论背景和计算特点,介绍格点QCD研究的国内外发展现状以及我们的若干应用成果。我们期望国内的格点QCD研究在未来几年有大的发展。
中国科学院计算技术研究所副研究员 谭光明
嘉宾介绍:谭光明,中国科学院计算技术研究所副研究员、博士生导师。主要研究方向为并行算法、编程与体系结构,负责计算机体系结构国家重点实验室和曙光团队的并行算法小组的研究工作。作为科研骨干参加了863项目曙光4000/5000/6000(星云)系统的研制;承担并参与了多项国家自然科学基金项目和973项目;2006年8月至2007年8月访问University of Delaware,参与了IBM Cyclops-64众核体系结构的研究。在高性能计算方面发表了论文三十余篇,包括超级计算领域的国际会议和期刊如SC、ICS、SPAA、PPoPP、TPDS和JPDC等。曾担任多个国际会议的程序委员会委员(ICS 2010、ICPP 2012、HiPC 2011-12等),并担任了多个期刊的审稿人(TPDS、JPDC、PC、IJHPCA等)。2007年获得中国科学院院长优秀奖,2008年获得中国计算机学会优秀博士论文奖,2010年获得中科院卢嘉锡青年人才奖,2011年入选中科院青年创新促进会。
演讲主题:面向GPU的快速稠密矩阵乘算法设计和实现
主题概述:双精度稠密矩阵乘(DGEMM)是科学与工程计算应用中重要的性能关键的核心算法,本工作介绍一种基于现有的GPU体系结构如NVIDIA Fermi和AMD Cypress的高度优化的DGEMM设计和实现。针对两种GPU存在的共同的存储墙问题,开发了算法性能模型确定最优分块因子的以缓解其内存带宽瓶颈。进一步考虑到两种GPU上不同的来自体系结构方面的性能瓶颈,提出了新的半自动自动调度算法和细粒度软件流水算法,并分别在NVIDIA Fermi和AMD Cypress的GPU平台上实现了优化的DGEMM程序。在NVIDIA Fermi平台上,优化DGEMM的浮点峰值从原来的302GFLOPS(效率58%)提升到362GFLOPS(效率70%),超过比CUBLAS4.0版本20%;在AMD Cypress平台上,浮点峰值从优化前的438GFLOPS(47%)提升到758GFLOPS(82%)。二者都是目前为止公开报道的在上述两种GPU体系结构上性能最高的DGEMM实现,在NVIDIA Fermi上优化实现的DGEMM已经被集成到评测CPU-GPU超级计算机的基准测试程序HPL GPU版本中。
中国科学院地质与地球物理研究所研究员 郭光军
嘉宾介绍:郭光军,博士,研究员,现任中国科学院地球深部研究重点实验室副主任、计算模拟实验室主任。研究方向:天然气水合物、页岩气、地幔矿物等的计算模拟研究
承担科研项目情况:青年基金项目:天然气水合物成核过程的分子动力学模拟,2002.1-2004.12(负责人);面上基金项目:天然气水合物成核过程的分子动力学模拟(II),2007.1-2009.12(负责人);973二级课题:南海北部天然气水合物成藏的温压条件研究,2009.1-2013.8(负责人);院重要方向项目:用分子动力学模拟和冲击波动高压实验研究地幔转换带的速度和密度结构,2011.1-2013.12(负责人)。
演讲主题:高性能计算在固体地球科学中的应用
主题概述:高性能计算在当代固体地球科学中有十分广泛的应用,中国科学院地质与地球物理研究所开展高性能计算已有近20年历史,我们主要关心各种矿物和地质流体的物理化学性质、与成矿有关的微观机制、地幔对流动力学过程、空间电磁现象等。目前随着利用计算机开展地学研究的广度和深度越来越大,对计算资源的需求与日俱增。