我国高性能计算发展对策

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1、计算科学（ComputationalScience）是应用高性能计算能力预言和了解实际世界物质运动或复杂现象演化规律的科学，它包括研究对象的数值模拟（或工程仿真），以及模拟所必需的高效计算机系统（包含处理器性能高、访存快、高带宽、低延迟、I/O快、内存大的高效计算机，以及配套的网络、存储、可视化等）和应用软件（包括物理建模、物理参数、计算方法和先进算法、软件实现等）。如果说计算机是躯体，则应用软件是心脏，数值模拟应是灵魂。    今天，计算科学已经成为科学技术发展和重大工程设计中具有战略意义的研究手段，与传统的理论研究和实

2、验室实验一起，成为促进重大科学发现和科技发展的战略支撑技术，是提高国家自主创新和核心竞争力的关键技术因素之一。美国等西方国家认为计算科学关系国家命脉，将其作为国家战略给予高度重视。比如美国在国家层面，通过在1983年实施“战略计算机（SCP）计划”、1993年实施“高性能计算与通信（HPCC）计划”和1996年实施“加速战略计算创新（ASCI）”计划及随后的“先进模拟和计算（ASC）”计划，在激光聚变、能源、地球环境、气候和天气预报、飞行器设计、材料设计、药物设计、催化作用、燃料燃烧、臭氧消耗、空气污染、蛋白质结构分析、天

3、体物理、工业制造等领域，获得了一系列重大科技成就，促进了高科技国民经济的持续发展，并且获得了基础科学研究的强大创新能力，同时，直接推动了高效计算机运算速度从每秒十亿次提升到每秒千万亿次，为今天的高技术霸主地位奠定了重要基础。2005年6月，美国总统信息技术咨询委员会（PITAC）提交了《计算科学：确保美国竞争力》报告，再次将计算科学提升到国家核心科技竞争力的高度。    2006年2月，我国发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）（以下简称《纲要》），提出在未来15年，应对挑战，超前部署重大专项、

4、前沿技术和基础研究等内容，全面提升我国的科技自主创新能力，以期使我国在2020年前建设成为一个创新型国家。加速发展我国计算科学，对实现国家中长期科学和技术发展规划纲要目标，对提高我国经济建设、国家重大工程、基础科学研究等科技领域的核心支撑能力，具有十分重要的战略意义。    在此背景下，香山科学会议于2008年10月7~9日，在北京组织召开了主题为“我国高性能计算的发展与对策”的第329次学术讨论会。会议的目标是：研究探讨我国高性能计算的发展之路，从应用角度重点探讨和凝练科学研究与工程应用中对高性能计算的需求和关键问题，特

5、别是根据《纲要》，研究探讨国家重大项目和若干基础科学问题中的高性能计算，以加强相关领域的交流与合作，促进具有自主知识产权的高水平应用软件的开发，推动我国高性能计算的发展。北京应用物理与计算数学研究所贺贤土研究员、大连理工大学钟万勰教授、国家计算流体力学重点实验室张涵信研究员、中国航天空气动力技术研究院崔尔杰研究员担任会议执行主席，来自国内30多个单位的40多位专家学者参加了会议。    贺贤土研究员作了《加速发展计算科学，提高我国核心竞争力》的主题评述报告，强调“制定计算科学的国家发展战略、提高我国自主创新能力”的必要性和

6、迫切性。崔尔杰研究员、张涵信研究员、钟万勰教授、陈凯先研究员、郝柏林研究员、王鼎盛研究员、朱少平研究员、陈迎春研究员、王斌研究员、陈运泰研究员、葛蔚研究员、符松教授、迟学斌研究员、袁国兴研究员、莫则尧研究员、郑耀教授分别作了“航空航天技术发展中的CFD”、“计算流体力学在航空航天应用中的进展”、“自主CAE软件研发及在工业装备结构分析中的应用”、“基于生物复杂分子体系的新药物设计和分子模拟”、“创建面向生物学的高性能计算环境”、“凝聚态物理中的高性能计算”、“科学计算：基于应用的认识”、“高性能计算在大型客机机翼设计中的应

7、用”、“地球系统模式与高性能计算”、“高性能计算与地震科学”、“多尺度离散模拟并行计算的探索与应用”、“面向工程应用的湍流模拟”、“科学计算研究的重要支柱－高性能计算环境”、“开发研制自主知识产权的高性能计算软件面临的问题”、“研制高性能数值模拟应用软件的新途径”以及“在国内推动高性能应用计算的体会与建议”的专题报告。会议围绕“国家重大项目和若干基础科学问题对高性能计算的需求与应用”、“高性能计算的关键科学问题和技术难关”、“发展我国高性能计算的对策与建议”三个中心议题开展了广泛、深入的交流，与会专家就“制定我国计算科学的

8、国家发展战略、提高我国自主创新能力”进行了热烈、平等、自由的学术讨论。    一、计算科学是国家科技创新的战略支撑手段，发展面临巨大挑战    经过几十年的不懈努力，我国计算机已获得很大发展，“神威”、“银河”和“曙光”相继取得突破，我国继美国、日本、欧盟之后，成为具备研制百万亿次以上能力计算机的国家。