甘霖：经历中国超算的多个“首次”

甘霖

清华大学计算机系助理研究员

国家超级计算无锡中心主任助理

2018年11月底,在美国达拉斯举办的全球超级计算大会上,清华大学计算机系博士后甘霖获超算领域高性能专委会杰出新人奖,成为该奖设立以来首位获奖的中国人,该奖项每年全球表彰不超过3人。

获奖的甘霖,只有30岁,在超算领域已并非“黑马”,他经历了中国超算的多个“首次”。

为超级计算机开发“APP”

首获杰出新人奖,甘霖说自己“非常开心”,但真正让他激动的,还是几年前的“戈登·贝尔”奖。

2016年11月17日,美国盐湖城,世界超算大会会场,一年一度的世界高性能计算应用领域最高奖项“戈登·贝尔”奖正在揭晓。甘霖紧闭双眼焦急地听宣读结果。当听到“ten”这个词时,甘霖长舒一口气,他在心里默喊——“我们赢了!”这是该奖项设立近三十年来,中国团队首次获奖,可谓“零的突破”,“比现在激动多了。”

这个名为“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”的项目,是基于我国超级计算机“神威·太湖之光”的应用,其计算效率比美国最新成果高出近1个数量级,可在天气预报、气候变化研究等领域发挥重要作用。当时28岁的清华博士后甘霖,是获奖论文共同通讯作者中最年轻的一员。

领完奖,思绪不禁飘回六年前那个深秋,仿佛有一只无形的手,一步一步牵引甘霖迈入超算圈。2010年,还在北京邮电大学信息工程专业读大四的甘霖,被保送至清华大学攻读博士学位,导师为计算机系教授杨广文与地学系教授付昊桓。作为两系联合培养的博士生,甘霖博士一开始便从事高性能计算与地球科学交叉领域的研究,这样的学科背景正符合超算领域对人才的需求。

2015年年底,中国自主研发的超级计算机“神威·太湖之光”诞生,甘霖和一群平均年龄只有25周岁的年轻人随之来到太湖之畔,成为“神威·太湖之光”最早的试算者之一。

正如现在的手机离不开不同的应用软件,拥有40960个芯片的这台超级计算机,也需与之配套的“超级应用软件”。甘霖和小伙伴们的任务就是为这款我国自主研发的世界最快系统量身打造国产应用,使之根据不同领域的需求来执行计算任务。

国家超算无锡中心创立之初,配套不完善,熬夜加班是常有的事儿。办公室空调还没配好,夏天热了,大伙儿就跑到机房蹭冷气,晚上困了,拉来两把椅子,拼成一张床就睡下了。

百万行代码“搬运”打动评委

继2016年的大奖之后,2017年,甘霖参与的“全球气候模式的高性能模拟”再次入围“戈登·贝尔”奖提名。

该项目在全球首次基于气候模式,模拟出2005年侵袭美国的飓风卡特里娜的“U字形”完整轨迹,极大提升了“神威·太湖之光”用于防灾减灾的预测能力。作为项目主要负责人之一,甘霖和大家一起写代码、改文章、统筹进展、准备报告。研究需要把气候模式相关程序移植到超级计算机中,面对百万行代码,有时,为了精确定位和排除一个细小的错误,就要耗费几天甚至几周时间,最后冲刺的一个月,大伙儿有的时候每天只能睡两三个小时。

在老师和队友的信任下,甘霖还作为报告人,站到“戈登·贝尔”奖决赛答辩现场,向在场的世界各国专家展示这一突破性成果。答辩前一周,为了把几个月的工作在半个小时内完美呈现,甘霖和团队成员在会场逐一请教专家,完善报告内容,仅PPT在一周内就修改了不下10个版本。

他至今还记得,答辩前偶遇“戈登·贝尔”奖评审委员会主席的一幕,那位专家对他们给予很高评价:“我们很惊讶你们有这种毅力,把这样一座大山搬过来。”他告诉甘霖,打动评委的正是百万行代码的“搬运”工作,在这样一个信息爆炸的时代,愿意踏踏实实去这样工作,难能可贵。

高铁上写完博士论文

对甘霖而言,国产超算应用的研究犹如眼前的“面包和牛奶”,而在清华实验室里,他还一直在从事另一项研发,去追逐“诗和远方”。

博士期间,甘霖还共同领导了新一代高性能低能耗处理器的研究,这是我国首个成功将可重构计算方法引入气候模式应用研究,取得了优异性能与能效结果,为高性能计算解决地球科学等科学应用问题提供了一套全新的优化技术。在第25届现场可编程逻辑与应用国际会议上,他以第一作者身份发表的论文获选“25年领域最具影响力论文奖”,该奖的入选率仅为1.5%,这也是唯一一篇以中国大陆研究机构为第一作者单位的获奖论文。甘霖期待,自己的研究成果能应用在下一代超级计算机上,让机器迎来又快又省电的“环保模式”。

平均每周就要往返北京和无锡,五个小时的高铁成为甘霖宝贵的写作时光,他回忆,“高铁座位舒服,干扰也比较少,很适合写文章。”他的博士论文,大约四分之三是在高铁上完成的,这种状态大概维持了两个多月。有意思的是,有次邻座遇到一位地球物理勘探领域的教授,还收获了一些论文修改意见。

而今,甘霖在路上工作的习惯依然保留,即便不写论文,也是在整理文件。办公桌前,他亮出自己的电脑桌面开玩笑,“看看,如果桌面乱了,说明我很久没坐高铁了!”

接受采访那天,清华FIT楼,与甘霖一同出现的是黑色双肩包和灰色行李箱。两个小时后,他再次启程奔赴无锡,从清华园到国家超算无锡中心,1100多公里,三年间,他已往返近百次。(任敏)