天河二號將在醫療、建筑等方面實現模擬試驗

　　 超級計算機運算速度以億億次來計，造價也頗為不菲，那么超算都用來進行哪些計算？10月16日，由中山大學牽頭，北京大學、中科院軟件所、中科院深圳先進技術研究院、浙江大學、南方科技大學、廣州大學和廣東工業大學參與的國家重點研發計劃高性能計算重點專項“適應于E級計算的可計算物理建模與新型計算方法”正式啟動。接下來，利用“天河二號”超級計算機，科學家們將在醫療、建筑、核能利用方面實現一系列無法實際操作的模擬試驗。

　　5課題推超算再上臺階

　　2015年11月16日，“天河二號”超級計算機以每秒3.39億億次雙精度浮點運算第六度稱雄全球超級計算機500強榜單。2016年6月20日，“神威·太湖之光”超級計算機系統超過“天河二號”，成為世界上首臺運算速度超過10億億次的超級計算機。

　　據了解，此次啟動的專項中的“E級超級計算機”的運算速度將達到每秒100億億次，是超級計算機發展史上的又一個里程碑，將給科學研究和工程應用提供超大規模數值模擬和高性能計算的平臺，為揭開重大科學難題的深層秘密提供屠龍利器。

　　該項目正是旨在通過五個課題研究，針對超高精度醫學影像、核能利用、血栓形成機理和超高建筑抗震分析四個涉及國計民生重要領域的應用問題，探索適應于E級計算的可計算建模及可擴展算法。

　　助力摩天樓抗震分析

　　課題負責人之一、廣州大學李志山教授告訴記者，目前我國600米以上高度的建筑正逐年增加，而1000米以上高度建筑的研究和規劃也已展開。于超高層建筑而言，安全性至關重要。我國是地震多發國，而超高層建筑密集的沿海地區又恰處于地震帶或強震活躍區，因此抗震安全問題是建造超高層建筑所必須解決的關鍵技術難題。

　　李志山表示，超高層建筑具有龐大的構件數目、復雜的建筑形式和力學行為，現有的計算方法和硬件水平難以完成龐大的計算分析工作。因此，與E級計算有機結合，利用超級計算實現超高層建筑的非確定性抗震分析是非常有意義的。“通過計算，可以讓超高層建筑在達到抗震標準的同時，還能節約建材，更安全、更經濟。”李志山團隊曾主持了上海環球金融中心、央視總部大樓、深圳平安金融中心、廣州西塔等地標性超高層建筑的抗震性能評估。

　　為醫療核能幫大忙

　　此外，中大的項目團隊通過研究E級計算，建立高精度的數學模型，在大幅降低病人遭受輻射劑量的同時，重建出高清晰度的醫學影像。浙江大學馬志為教授團隊自主研發了模擬程序，可通過超級計算機模擬物理實驗室中難以多次進行的危險性操作，并為最終實現安全利用核聚變打下基礎。中山大學鄧越凡教授團隊則開展血小板激化的大規模數值模擬，利用數值模擬結果對血小板激發機理加以分析。

　　中山大學數據科學與計算機學院院長錢德沛告訴記者，此次項目課題目標都是達到百萬核的并行計算水平。除了以上項目涉及的科學，數值風洞、數值南海、智慧城市、天文物理、地理探測等都需要超級計算機的支持。