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女程序员卢宇彤:做出世界上最好用的超算系统

2021年01月23日 10:17来源:未知手机版

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眼前的卢宇彤,一头黑色长发披肩、一袭白色连衣裙、外表柔美、说话爽快,让人很难想象这是一位女程序员。

身为国家超级计算广州中心主任的她,此前刚刚当选国际超级计算机大会主席,是首位中国科学家、也是世界首位女性科学家任此职务。

在过去的20多年里,她参与了五代“银河”系统及两代“天河”系统的研制,带领团队研制出全球效率最高的通信系统,还将落户广州的“天河二号”发展成为世界上用户数量最多、应用最广的超算系统之一。她说,自己的目标是做出世界上最好用的超算系统。

结缘:参观首台超算 与国产超算共成长

1983年,中国研制出第一台亿次级超级计算机“银河一号”,成为继美国、日本之后,第三个能独立设计和研制超级计算机的国家。

这一年,正在上高中一年级的卢宇彤,和同学们一起参观了“银河一号”。“那时的‘银河一号’被称为‘巨型计算机’,体积足有一个小型会议室那么大,表面密密麻麻地布满电子管。”庞大的“银河一号”引发了卢宇彤极大的兴趣。高中毕业后,卢宇彤考取了国防科技大学计算机学院。

她与“超算”的缘分开始于计算机学院的毕业设计。彼时,卢宇彤的老师负责“银河二号”编译器的开发,她跟随导师,进行“银河二号”相关系统的软件测试与验证。“不同于现在的计算机技术,那时候所有程序都是字符界面,必须按顺序输入,稍有差错就得从头再来。所以必须打醒十二分精神,耐心、谨慎地面对每一个步骤。”卢宇彤说,正是靠着这种认真、谨慎的精神,老一代“银河人”独立完成了所有的硬件和软件设计,并一路传承下去,有了“银河”七代系统,后面又有了“天河”一代、二代的系统开发。

此后,从本科到硕士、博士,从“银河”到“天河”,卢宇彤随同“超算”国家队共成长,也见证了国产超算从跟跑到并跑再到连续多年夺取“世界第一”的发展全过程。

攻关:和时间赛跑 造效率最高通信系统

超算系统的研制涉及硬件设计、互联网络设计及系统软件设计。在这套复杂的系统工程中,卢宇彤主要负责互联网络中通信协议的设计。高性能计算的每一个计算节点,都需通过高速互联网络并行地联结在一起,才能实现超算速度。而要研制高带宽、低延迟的互联网络,软件设计如通信协议设计,起着关键的作用。

此前,只有美国、日本等国的巨头企业才具备高速互联研发能力,卢宇彤带领团队,一头扎了进去。她提出了基于虚端口精简通信协议的用户级通信技术,实现的“天河”高速自主定制互连通信软件系统性能达到国际同期最快商用互连系统的2倍。她提出并实现了高效可靠的大规模资源管理系统,为连续6次问鼎世界第一的“天河二号”超级计算机大规模并行系统软件的创新研究与实现做出了突出贡献。

不断赶超世界先进水平、连续夺冠的背后,是对完美的追求与付出。“‘天河二号’系统完成研发的时候,国外同行特别诧异,觉得我们不可能在如此短的时间内完成。但我们一直比别人多花三倍的时间工作,没有假期也没有周末。我们最终选定的方案,往往是在几十个方案中,经过遴选、实验、调试和验证才选定的。”

此外,卢宇彤带领团队,搭建了面向不同领域的应用平台,由各领域的应用专家和超算专家共同开发软件,通过多学科交叉融合解决行业应用问题。目前,广州超算中心共支持了国内外近3000家用户,成为全球用户数量最多、应用领域最丰富的超算系统之一。2014年,超算中心所支持的大规模地震模拟应用成功入围当年的“戈登贝尔”奖,这是我国超算系统的应用首次入围这一国际高性能计算应用最高奖项。

风采:中国超算崛起 世界首位女性ISC大会主席

随着在研究领域上的不断突破,卢宇彤作为中国高性能计算领域的科学家,也前所未有地深入参与到国际专业组织的事务中。去年6月,卢宇彤成为国际超级计算大会(ISC)8名会士(Fellow)之一。作为超算领域最权威、规模最大的2个国际顶级会议之一,也是全球历史最悠久的产业大会,今年5月23日,国际超级计算机大会组织者宣布,卢宇彤正式当选HPC 2019大会程序主席,这一职位是首次由中国科学家担任,也是世界首位女性科学家担任。

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