孟祥飛:用超算推動一個加速創新的中國
每秒可計算百億億次的超級計算機正在“思考”的問題,關乎宇宙演化、自然災害、人工智能以及生命健康等各個領域:百億級高效高通量虛擬藥物篩選、全尺寸航空航天飛行器超百億網格計算流體力學模擬、全球尺度地震全波形反演……國家超算天津中心應用研發部首席科學家孟祥飛說,這個“超級大腦”正在向人類共同面臨的重大未知發起挑戰。
這也正是過去的十幾年間,孟祥飛一直在做的事。他參與了我國第一個國家級超算中心建立的全過程,隨后“天河一號”成為中國第一臺“登頂”世界超級計算機Top500榜單的超級計算機。更重要的是,他和團隊推動著中國超算開啟了“計算驅動創新”的新時代。
如今,人們在裝備制造、油氣能源開發、生物醫藥等產業中的創新,及在氣象、氣候、霧霾等領域的探索,已離不開超算的強大算力支撐。“可以說,天河系列超級計算機推動了我國很多產業、科研和工業企業等的加速創新和發展。”孟祥飛說,中國超算已成為名副其實的“國之重器”。
從南開大學畢業后赴美留學時,年輕的孟祥飛認為,“兩彈一星”就是當之無愧的“國之重器”。鄧稼先放棄美國優渥的生活、一心為積貧積弱的中國作貢獻的故事,影響了很多人的人生選擇,孟祥飛也是其中之一。“我也是學物理的,當時在國外做科研也有些成績,面臨是否回國的選擇時,我第一個想到鄧稼先。我想,我回國的條件比他當時要好多了”。
21世紀初的中國還沒有自己的超級計算機,孟祥飛心里只有一個想法:至少要做一個對國家有貢獻的人。2009年,第一個國家級超算中心籌建的消息傳來,孟祥飛興奮極了,他停下手里的一切工作,迅速加入了國家超算天津中心籌建和“天河一號”研制工作中。
他和團隊成員一起從改造機房、鋪設電纜、安裝機柜等體力活兒做起。100多臺機柜要逐一組裝,“每一個機柜都有上噸重,我們就用肩膀一點點扛”。為了在離地60厘米高的機柜下面接通兩萬條通信線路,他們只能躺在地上接線,“一干就是幾個小時,累了就在地上睡一會兒,醒了再干”。
不到7個月,“天河一號”超級計算機系統便實現了穩定運行,“在國外,這通常需要一年半時間”。2010年,“天河一號”一舉摘下了“世界最快”的桂冠。中國成為繼美國、日本之后第三個獲得這項桂冠的國家。
但也有人質疑,認為“中國就是造了一臺大型游戲機”。言外之意,天河縱然速度再快,如果沒有應用到具體創新和產業領域,也只是一個擺設。
作為國家超算天津中心應用研發部負責人,孟祥飛清楚,對于中國來說,“快”已經不是問題,應用才是與世界強國競爭的關鍵。
當時,超算中心要在天河平臺上搭建一個有關“藥物篩選分子動力學模擬”的軟件,可大大提升新藥的研發進程,然而當時最大的困難就是軟件無法兼容。“這個軟件有幾十萬行代碼,要找出問題出在哪兒,相當于在大海里撈針。”白天,他和大家一起調試機器,晚上一個人默默熬夜鉆研。經過20多天上萬次的測試,他終于將一個不起眼的變量“揪”了出來。
如今,“天河”支撐的各類重大重點項目超過1600項,每天完成計算研發任務近萬項,支持了眾多世界一流研究成果以及產業技術突破,真正做到了“中看又中用”。
“天河”超級計算機像一個超級大腦,可以為各個領域創新提供強大支撐,但前提是要能構建出對應的數字模擬系統或虛擬環境,也就是說,圍繞“天河一號”開展的技術攻關和應用研發除涉及超級計算領域,還涉及航空航天、氣候氣象、石油勘探等多個領域。“只懂計算機遠遠不夠,必須要對具體領域里的內容有深刻理解。”孟祥飛說。
唯一的解決辦法,就是利用一切可以利用的時間持續學習。上下班、出差的路上,都是他的“自習”時間,隨身攜帶的行李里總是裝滿了書。“他一直是最刻苦的一個,連周末都會來中心跟大家討論技術。”超算天津中心高性能計算部部長康波說,正是因為長期鉆研和思考,孟祥飛總能清晰把握問題的主要脈絡,找到解決方法,“像一個掌舵人”。
現在,“天河”系列超級計算機用超級速度改變著生活的方方面面,在航空航天、氣候氣象、石油勘探、基因科技等數十個領域得到廣泛應用。新一代百億億次超級計算機,每工作1小時,相當于全球70億人工作上萬年。孟祥飛期待,更強的超級算力能引領人們面對更多重大問題的挑戰,“我們可以在更多領域預測未來,用超級算力改變生活”。
中青報·中青網記者 胡春艷
(責任編輯:支艷蓉)