高性能计算漫谈——清华大学薛巍教授做客敬文讲堂

高性能计算漫谈——清华大学薛巍教授做客敬文讲堂

发布者:敬文书院发布时间:2022-06-06浏览次数:12

2022年6月1日下午,敬文讲堂第204讲在腾讯会议线上平台举行。清华大学计算机科学与技术系博士生导师、高性能计算研究所所长、国家超级计算无锡中心总工程师薛巍应邀做客敬文讲堂,作《高性能计算漫谈》专题讲座。讲座由敬文书院党委副书记、副院长胡萱主持。


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讲座伊始,薛巍教授用一张台风预测的图引出了他的第一个主题:为什么需要高性能计算?通过对网格化的空间中整个大气层里面的水汽的变化的分析,以各种各样气象为变量,我们对气候的模拟预测就是多次求解一个千亿规模的联立方程组。薛教授提到:“那如果想要在两个小时中,想干这样一件事情,是需要高性能计算。”比如海洋洋流分析,对于涡旋变化的预测能够帮助渔业捕捞更好地识别识别鱼群会出现在哪儿。对全国电网系统的供求平衡提供一个快速的诊断分析和对策应对,也需要一个非常大规模的快速计算。搜索引擎、大数据分析、工程仿真……这些都需要超级计算机来帮助他开展相应的研究和分析。


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“高性能计算的核心就是并行处理。将更多台计算机有机的融合在一起,设计它相应的算法和相应的软件来提高它计算的效率与能力。”第二部分,薛教授从高性能计算的定义出发,向大家展示了高性能计算的目标,现在国内外超级计算机发展现状和未来超算发展趋势。薛教授用世界TOP500强的超算进行比较,向大家科普了超算的架构以及性能评价标准。讲座中,薛教授还向同学们介绍了我国超算的卓越成就,神威·太湖之光、天河2A这些超级计算机上,都倾注了我国科研人员许许多多的心血。同时,对比近30年来世界超算的发展史,薛教授也让同学们感受到了在信息时代超算能力爆炸式的发展速度。


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在未来应用发展趋势中,薛教授提出,未来的高性能计算,就是AI与科学计算融合的发展方向。它能够更快速、更加智能地帮助我们解决许多更加复杂的问题。


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在提问环节中,2021级物理学刘溥珺同学提出,能否将人类目前无法很好解的一些微分方程比如广义相对论给出很好的解法,并据此来进一步拓展科学。薛教授提出了几点观点,首先是求解本身,它的算法设计上可能还面临着一些一些问题,其次比如运用量子计算解决高计算复杂度或超越多项式求解,也可以利用人工智能做高位问题,帮助我们提供一个近似的呃优化解。2021级数学的龚喜同学也问了一个专业的问题:计算能力是不是会受物理规律的限制?薛教授也从摩尔定律的限制和光通信、量子计算的发展向同学们点明了可能的发展前景。


薛教授从高性能计算的需求原因、定义,原理和未来挑战系统而生动地向同学们介绍分享了高性能计算的相关知识。信息时代超算的速度越来越快,我们也应该丰富自己的学识,拥抱时代。