不止是HPC，SC20拉开帷幕
导 读
HPC，不止是1和0的二进制组合，更是推进科学前沿进步的引擎，揭示人类的起源，寻找外星生命，探索黑洞、引力波与时间的奥秘；不止是算法，更是深入了解人体的工具，解码分子、细胞和DNA，为受疾病困扰的人们带去希望；不止是Petaflops的算力，更能丈量海洋能量，勾画大海与大气、海床的共舞，捕捉一卷海浪对全球气候的影响。全世界超算人有一个共同的目标，为世界带来积极的改变, We are more than HPC。
围绕“不止是HPC”的大会主题， SC20于美国时间2020年11月16日在线上拉开大幕，不仅关注超算本身的技术发展，更关注超算广泛领域的应用，旨在推进超算与领域科学的交叉与融合，共同创造更好的世界。
Keynote: 从Deep Thought到地球：
E级计算时代的气候科学
大会主议程由来自德国马克思普朗克气象研究所Bjorn Stevens教授的主旨报告启动，由《银河系漫游指南》引入，Stevens教授首先回顾了大气模型的发展历史，详细阐述了一个足够精准精确且可用的气候模型需要的参数，以及引入这些参数对模型规模和计算需求的影响。Stevens指出若模式中仅考虑热辐射与二氧化碳、海洋的热储存能力，模型的网格精度只需达到100km。因为即便再提高网格密度和物质的吸热率，模拟也不会得到更准确的结果，除非引入垂直方向上的热传导，物质的扩散速度V。但也正因为大气层厚度（约600km）远远小于地球的周长（40000km），导致模型在包含V后，必须让网格精度达到1km级别。这相当于模式中X、Y、Z方向和时间步的规模需各提升2的7次方倍，总计算规模达到100km精度的2的28次方。
结合摩尔定律每一年半提升2倍计算性能的预言，从100km模式精度发展到1km，大约需要42年时间。考虑到100km模式在1979年就已经成功运行，运行1km高精度全球模式所需要的计算能力即将到来。与此同时，Bjorn Stevens教授认为模型能够准确预测气候变化只是一个起点，如何使用模型才是我们需要着重思考的：如何从海量的预报数据中抓取到关键信息？如何去认识和解决人类的各种活动对气候的影响？如何实现预测数据能够被所有人都能简单的调用和分析并影响未来的各行各业的发展？这些问题仍需要大气学家和计算机学家协同解决，而超级计算机除了给1km模式提供足够的计算基础外，也必将在这些领域大展身手。Stevens教授认为，未来的超级计算机会让像《银河系漫游指南》里地球一样的系统成为现实，实现人与系统间深度且具体的交互，而E级计算机将为实现这一系统提供起点。
Plenary：高性能计算助力全球抗疫
在新冠疫情的全球大流行下，SC20大会的“More than HPC”主题全员会议（Plenary）围绕应用超算抗击新冠病毒展开。会议由澳大利亚昆士兰大学的David Abramson教授主持， 来自加州大学圣地亚哥分校的Rommie E Amaro教授和Ilkay Altintas教授，美国阿贡国家实验室Rick Stevens教授、西北大学的Alessandro Vespignani教授分别从新冠病毒结构研究、疫情传播模拟、虚拟药物筛选等研究领域展开讨论。
Amaro和她的课题组利用超算实现了基于全原子模型的新冠病毒结构模拟，并构造病毒突蛋白表面的糖衣结构进行药物靶标的模拟研究，通过高性能计算，病毒的复杂结构和运作机制得以更全面的展示，该研究产生的详细科学数据已经被全球的科学家共享了4000余次。
Rommie E Amaro教授做报告
Alessandro Vespignani教授指出，在研究新冠病毒传播过程中，病毒潜伏期、感染概率等大量初始条件的不确定是建立预测模型的主要阻力，超算为这些不确定性过程的模拟创造了可能。借助HPC，Vespignani和他的团队对人口密度以及病毒传播、感染过程进行了总计1500万次的模拟，建立了完整的病毒传播模型。
Alessandro Vespignani教授做报告
Ilkay Altintas教授在报告中指出，通过知识管理和计算，大数据可以用于检测、分析和可视化以及模型预测和模拟。在新冠病毒相关研究中，无论是在疾病数据、病毒结构、可穿戴设备、公共健康调查、媒体等多方面收集信息的过程中，还是建立病毒传播模型、药物研发、疫苗研制实现的过程中，高性能计算都担任着重要角色。
Ilkay Altintas教授做报告
Rick Stevens教授介绍了其团队利用超算加速抗病毒药物研发和临床前研究的工作，通过高性能计算与机器学习的结合，Stevens团队成功从十亿种化合物快速筛选出156250种，经过功能和细胞实验，最终确定40种有效的化合物用于后续研究，大大缩减了药物研发的初期过程。
Rick Stevens教授做报告
高性能计算在为科技抗疫提供关键支撑的同时，还面临着各种挑战。在随后的讨论中，嘉宾们分别就目前研究中的问题进行分享讨论。Amaro认为科研数据的大范围共享对领域研究至关重要，但目前数据的下载传输已成为瓶颈。Altintas指出，大范围的数据共享势必引发数据使用的安全问题，必须先建立起安全机制。Rick Stevens认为，高性能计算与深度学习的融合应用让实验模拟和决策更加高效，但数据采集、共享与合成药物过程中还有大量人为参与的过程，研究子任务之间存在处理效率不匹配的问题，生物制药领域需要让自动数据采集、自动实验室及决策等更为一体化的研究方式。五位专家认为，目前超算在新冠疫情研究中遇到的问题，在其他交叉学科研究中也同样存在，需要领域科学家与超算科学家合作找到有效的解决办法。
TOP500：富岳系统蝉联第一
第56届世界超级计算机五百强TOP500在会上正式发布，完成全机部署的富岳系统继续占据第一位置，系统性能由今年6月份416PFlops提升至442PFlops，达到排名第二的Summit系统的三倍。蝉联TOP500冠军的同时，富岳的HPCG性能进一步提升至16Pflops，混合精度HPC-AI基准测试的性能更是达到2.0 ExaFlops，分别刷新其在今年6月首夺世界第一时的记录。
在没有超大规模系统问世的情况下，TOP500排名前列的系统较6月份变化不大，共两台新系统进入TOP10：由Atos研制部署在德国尤利锡超算中心的JUWELS Booster Module（排名第七）和由HPE研制部署在沙特阿拉伯国家石油公司的Dammam-7（排名第十）；英伟达自有系统Selene升级后的性能达到63.46Pflops，排名随之上升至第五位。TOP500入围系统总数量方面，我国以212台继续领先全球，美国以113台排名第二；入围系统计算能力总和方面，美国以668.7PFlops排名第一，日本的总能力在“富岳”的加持下达到593.7Pflops，以微弱优势超越我国排名第二。
抗击新冠疫情各类的应用让超算的作用在全球得以进一步突显，SC20大会在线上召开为世界各地的研究者提供了分享最新的成果与思考的宝贵机会，一如既往丰富多元的大会议程将陆续展开，虽然有时空隔离，协同创新与交流合作始终是超算和科技发展的主题。
┣计算引领 健康前行|“科创中国”超算健康科技创新应用大会重磅来袭！
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