●學(xué)生記者 張同順
科幻小說家劉慈欣在小說《三體》里描述的超級(jí)計(jì)算機(jī)，每秒的計(jì)算速度高達(dá)500萬億次，這可能是很多人無法想象的計(jì)算速度，但當(dāng)下的科技發(fā)展早已超越了十幾年前小說中的幻想。在國家超級(jí)計(jì)算無錫中心，全球首個(gè)突破每秒十億億次計(jì)算速度的超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”，其峰值計(jì)算速度達(dá)到12.54億億次每秒。
“中國青年五四獎(jiǎng)?wù)隆鲍@得者付昊桓
作為國家超級(jí)計(jì)算無錫中心副主任的清華大學(xué)地學(xué)系長聘教授付昊桓，雖然今年只有38歲，但已兩次捧起全球超算應(yīng)用領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。他所帶領(lǐng)的超算青年團(tuán)隊(duì)在近五年的時(shí)間里，為“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)研發(fā)了氣候模擬、地震模擬、工業(yè)仿真、生物醫(yī)藥、深度學(xué)習(xí)算法庫等一系列國產(chǎn)應(yīng)用軟件，將每秒十億億次的超強(qiáng)計(jì)算力切實(shí)轉(zhuǎn)化成為基礎(chǔ)科研和工程創(chuàng)新的探索能力，展示了國產(chǎn)超算硬件與國產(chǎn)超算軟件相結(jié)合的巨大潛力。
“五四 ”前夕，付昊桓榮獲“中國青年五四獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>
當(dāng)計(jì)算機(jī)遇到地學(xué)
1999年，付昊桓考入清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系。本科畢業(yè)之后，他先后在香港城市大學(xué)、英國帝國理工學(xué)院獲得計(jì)算機(jī)碩士和博士學(xué)位。
一路學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)的他，在美國斯坦福大學(xué)的一次暑期合作研究項(xiàng)目中，偶然遇到了一位地球物理系精通計(jì)算機(jī)技術(shù)的“交叉型”導(dǎo)師，初次體驗(yàn)了學(xué)科交叉的不同視角和獨(dú)特魅力。這次合作項(xiàng)目的后續(xù)成果發(fā)表和會(huì)議展示，進(jìn)一步拓展了他對地球科學(xué)的了解，也令他最終決定到斯坦福做地學(xué)與計(jì)算機(jī)交叉方向的博士后研究。
2010年，正值清華大學(xué)復(fù)建地學(xué)學(xué)科，付昊桓回清華任教。他的主要研究興趣是結(jié)合應(yīng)用、算法及底層的異構(gòu)加速器，研究高效、高可擴(kuò)展的數(shù)值模擬方法和智能化的大數(shù)據(jù)分析方法，尤其是在地學(xué)和高性能計(jì)算的交叉領(lǐng)域展開研究。
理論與實(shí)踐相結(jié)合，敢于跨界嘗試，讓付昊桓很快嶄露頭角。2015年，付昊桓研究小組所發(fā)表的論文獲選為FPL國際會(huì)議25年以來所發(fā)表的1765篇文章中最有影響力的27篇文章之一。同年，在第27屆人工智能工具國際會(huì)議（ICTAI 2015）上，付昊桓等人的論文獲最佳論文獎(jiǎng)。
工作中的付昊桓
兩次捧起國際超算應(yīng)用領(lǐng)域最高獎(jiǎng)
2015年底開始，付昊桓作為清華大學(xué)派駐無錫的團(tuán)隊(duì)一員，任職國家超算無錫中心主管研發(fā)的副主任。中心運(yùn)營的超級(jí)計(jì)算機(jī)“神威·太湖之光”采用自主可控的“中國芯”，在2015年美國對中國超算機(jī)構(gòu)實(shí)施芯片禁運(yùn)的不利局面下，于2016年6月成功問鼎世界超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP1。付昊桓解釋，這臺(tái)機(jī)器一分鐘的計(jì)算量，如果換算為人工計(jì)算，需要全球72億人每人拿個(gè)計(jì)算器不間斷地算32年。
自主可控的全新硬件架構(gòu)是“神威·太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的核心競爭力之一，但與x86處理器截然不同的硬件特性，也對軟件生態(tài)的建設(shè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。與超算硬件相對獨(dú)立的階梯式發(fā)展不同，應(yīng)用軟件的發(fā)展需要長期的積累。通過跨學(xué)科、跨單位的廣泛交叉合作，基于“神威·太湖之光”系統(tǒng)的并行應(yīng)用成果頻出。2016年，3項(xiàng)全機(jī)應(yīng)用入圍“戈登·貝爾”獎(jiǎng)（ACM Gordon Bell Prize）。“戈登·貝爾”獎(jiǎng)是國際超算應(yīng)用領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)，從1987年設(shè)立以來，中國團(tuán)隊(duì)從未入圍過。這是該獎(jiǎng)項(xiàng)近30年來中國首次入圍。最終，經(jīng)過評估與答辯，付昊桓參與的“全球大氣非靜力云分辨模擬”榮獲“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。
在2017年的全球超級(jí)計(jì)算大會(huì)上，付昊桓等共同領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)所完成的“非線性地震模擬”再次讓中國捧起“戈登·貝爾”獎(jiǎng)。這次，付昊桓團(tuán)隊(duì)所完成的“非線性地震模擬”工具，可在320公里×312公里×40公里的模擬空間里，進(jìn)行分辨率達(dá)8米的精細(xì)模擬，這讓科學(xué)家可以更好地理解不同場景中地震所造成的影響，并對地震防災(zāi)減災(zāi)提供重要借鑒。
付昊桓（左二）帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)獲得“戈登·貝爾”獎(jiǎng)
讓大機(jī)器解決大問題
付昊桓說，超級(jí)計(jì)算機(jī)為解決工程和科學(xué)中的重大難題而生。超級(jí)計(jì)算機(jī)比的不只是速度，更是比應(yīng)用。通過不同學(xué)科的交叉合作，實(shí)現(xiàn)中國在生物科技、航空航天、氣象氣候、AI等領(lǐng)域超算軟件的蓬勃發(fā)展，是超算團(tuán)隊(duì)責(zé)無旁貸的使命。“其實(shí)我很幸運(yùn)，在回到清華短短幾年之后，就遇到了神威這樣一個(gè)世界級(jí)的超算平臺(tái)，有機(jī)會(huì)將個(gè)人的研究融入到國產(chǎn)超算應(yīng)用軟件發(fā)展的集體事業(yè)中去。”2019年，付昊桓光榮地加入了中國共產(chǎn)黨。
回想過去，付昊桓最難忘的是，2015年暑假和同學(xué)們初到尚在建設(shè)中的超算中心，用網(wǎng)上淘來的工業(yè)大風(fēng)扇來驅(qū)走酷熱的那段日子，還有和同學(xué)們一起沖刺“戈登·貝爾”獎(jiǎng)時(shí) “7×24小時(shí)”的“備戰(zhàn)”經(jīng)歷。
博士生的培養(yǎng)也是付昊桓工作中最重要和最快樂的一個(gè)環(huán)節(jié)。付昊桓說，科研的過程也是和同學(xué)們教學(xué)相長、共同提高的過程。令他欣慰的是，研究組里幾位“90后”的博士同學(xué)們在這樣的交叉合作項(xiàng)目中，已經(jīng)站到了高性能計(jì)算應(yīng)用研究領(lǐng)域的國際舞臺(tái)，成為超算領(lǐng)域的學(xué)術(shù)新秀。甘霖博士于2018年榮獲IEEE高性能專委會(huì)杰出新人獎(jiǎng)，目前已成為清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的一名年輕老師。何聰輝博士畢業(yè)后去騰訊工作，剛?cè)サ牡谝荒晁l(fā)起的項(xiàng)目就榮獲騰訊內(nèi)部公司級(jí)的技術(shù)突破金獎(jiǎng)。
付昊桓（中）和學(xué)生們討論問題
計(jì)算無極限，挑戰(zhàn)無止境。把世界領(lǐng)先的計(jì)算力轉(zhuǎn)化為科研和產(chǎn)業(yè)上的價(jià)值，付昊桓說，在超算的平臺(tái)上，這只是開始。
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中國青年五四獎(jiǎng)?wù)拢枪睬鄨F(tuán)中央、中華全國青年聯(lián)合會(huì)授予中國14至40周歲（年滿14周歲、不滿40周歲）優(yōu)秀青年的最高榮譽(yù)。旨在樹立政治進(jìn)步、品德高尚、貢獻(xiàn)突出的優(yōu)秀青年典型，集中反映當(dāng)代青年的精神品格和價(jià)值追求。
編輯：高原 呂婷
審核：程曦
