超級計算機，也就是人們常說的超算或者高性能計算機，被稱為“國之重器”，是國傢科技發展水平和綜合國力的重要標志。
甘霖
中國超級計算機的研制，經歷瞭從弱到強的四十年“超常速”發展。這背後，離不開千千萬萬科技工作者的接力奮鬥。中國青年科技工作者協會（簡稱“中青科協”）會員、國傢超級計算無錫中心主任助理、清華大學計算機系教師甘霖，就是一位為超級計算貢獻力量的青年科學傢。
讓“超級大腦”高速運轉“超級計算機其實並不神秘”，甘霖說，“和普通的個人電腦比起來，超級計算機有更多的處理器組合在一起，能提供更強大的計算能力，能更快更好地完成一些重要的計算任務。”
甘霖介紹，超級計算機雖然聽上去比較“高大上”，其實它的應用領域很廣，和我們生活息息相關。比如天氣氣候過程的數值模擬，底層就需要超算來提供算力支持。此外還有地球物理、生物醫藥、工業制造等領域，都需要用超算來做一些數據的模擬。
江蘇無錫濱湖區，距離太湖黿頭渚不遠的國傢超級計算無錫中心，是甘霖和同事們開展科研工作的地方。
一塵不染的機房裡，比人還高的一臺臺機櫃整齊列隊。40多個機櫃組成“010”的結構，有負責計算的部分，有負責網絡的部分。這就是超級計算機“神威·太湖之光”。
甘霖介紹，“神威·太湖之光”有40960個CPU，一秒鐘的峰值計算能力超過10億億次，其一分鐘的計算能力相當於70億人用計算器不停地計算32年。“神威·太湖之光”是世界上最快的“超級大腦”之一，曾經連續四次在全球超級計算機500強排行榜中位列第一。
甘霖和團隊每天的科研攻關主要是為這個“超級大腦”開發應用軟件，讓它能更好地為一些重要行業領域提供服務。
根據雲層變化來模擬天氣氣候發展，模擬海浪洋流的走勢，模擬飛機多種飛行狀態……在很多領域，都有“神威·太湖之光”貢獻的計算力。甘霖和團隊一直在努力，推動超算與天氣氣候、地球物理、生物醫藥等領域合作，把取得的科研成果落地，轉化為產業成果，產生實實在在的作用。
和“國之重器”並肩作戰
2015年12月，在清華大學攻讀博士學位的甘霖，研究方向就是超級計算機和應用的結合。他在學校老師的帶領下，和一群平均年齡不到25歲的年輕人，投入“神威·太湖之光”的試算與調試工作中。
甘霖第一次觸摸到龐大的機身，從此與這臺“國之重器”並肩作戰，和充滿激情的團隊共同成長。設計方法、撰寫程序、測試代碼……甘霖和同事們努力將強大算力結合實際應用，讓超級計算機既能“算得快”也能“用得好”。
甘霖介紹，超算是一個學科交叉性很強的領域。除瞭計算機專業、數學、物理等基礎學科，團隊還有來自地球物理、生物醫藥、天氣氣候，材料學等各個專業背景的科研人員。為瞭更好地開發應用，他們也需要學習其他相關專業領域的知識。
氣候模式數值模擬，一直以來都是與我們日常生產生活休戚相關的科學問題之一。甘霖和他的同事們向這一關鍵領域的一些困難發起瞭挑戰。“這項工作，有的時候需要把很大的一座工程大山搬到國產超算上來。這個過程是一個比較枯燥，也比較花時間的過程。”甘霖介紹，當時並沒有給大傢規定一個具體的deadline。但是團隊裡的每個人都形成共識，大傢自發趕進度，爭分奪秒。
“尤其困難的是要在新代碼和新系統之間去尋找一些不匹配的表述”，甘霖說。如果把代碼比作大山，那麼要找到一個不匹配表述，無異於在大山中尋找一塊小石頭。他和同事們努力摸索出瞭最優方法，能夠用最短的時間精確定位和排除細小的程序錯誤。
甘霖記得，一次晚上11點左右，他結束當天的工作離開單位。走到樓下，無意間抬頭一看，研發中心兩層辦公室的燈光還是亮著的。那一刻，一種充實與力量在他心中油然而生。
兩個多月的時間，團隊就完成瞭這座“大山”的搬遷工作，總計涉及代碼量近百萬行。應用程序在“神威·太湖之光”超級計算機上實現瞭高效穩定運行和科學驗證。數據可以大大促進對全球氣候變化的研究。
在青少年心中種下科技報國的種子
“神威·太湖之光”不但運算能力強，而且外形優美，設計巧妙，被很多專傢譽為世界上最漂亮的計算機之一，這也體現瞭我們國傢科研人員的聰明和才智。有顏值、有內核的國之重器，使得位於太湖之濱的國傢超級計算無錫中心，也成為瞭“網紅”打卡地，每天都有來自各地的參觀者，其中不乏中小學生。
甘霖介紹，團隊近些年新加入的成員中，很多都是帶著很強烈的要為“大國重器”努力奮鬥的志向來的。他們在以前就看到過超級計算機的相關報道，產生瞭強烈的興趣，有瞭奮鬥的方向。這讓他體會到，科技愛國主義教育是非常重要的工作。
因此，工作之餘，甘霖和小夥伴們積極參加共青團、青聯等組織的面向青少年的科普活動，走進校園，給學生們講中國超算的故事。“希望在他們最美好的年紀、在他們對未來充滿憧憬的年紀，在心中種下一顆種子，帶著這樣的夢想，他們長大後可能就會投身到國傢科技騰飛的進程中。”
甘霖說，“聽過很多前沿領域專傢的科普報告，發現再高深的科學，在科普的時候，也能夠用通俗的語言講出來，讓大傢產生興趣”。因此，每一次宣講，他和同事們都認真準備，力求講得深入淺出，讓大傢愛聽。
“比如作為中青科協的會員，我很高興通過參加中青科協組織的一些宣講活動，聽其他領域青年科學傢的宣講，我也學到瞭很多知識和技巧。盡量結合大傢生活中比較熟悉的內容，分享一些故事，也會根據受眾的不同，來調整科普宣講的內容。”甘霖說。
在宣講互動中，甘霖感受最深的是：時代在發展，教育在進步，現在的小朋友們懂得很多。“一些中小學的學生就開始編程瞭，能問出一些很專業的問題。有時候宣講活動結束瞭，他們還會圍上來，繼續和我們探討，熱情非常高。”這也讓甘霖感到很欣慰，“相信將來會有更多年輕人，懷著夢想和志向，投身到我們國傢超級計算機或者是其他重要科技領域的事業中。”
從算盤到超級計算機
回憶起自己接觸的最早的“計算機”，甘霖笑著說，可能是爺爺的算盤。
爺爺算盤打得特別好。小時候，甘霖就跟爺爺學打算盤。“爺爺教的很多口訣，就相當於現在學的算法瞭，好的算法才能讓寫的計算機程序跑得更高效。算盤就是最早的計算工具，凝聚著中華民族的智慧，現在回想起來，那也是我計算的啟蒙。”
在求學道路上，從本科的老師到研究生期間的導師，再到在超算中心遇到的專傢學者等，都給予甘霖很大的影響和幫助。“他們對年輕人的生活無微不至地關心，學業上毫無保留地指導，讓我獲益良多。老師們還一直告訴我們，一定別忘瞭鍛煉身體。要為祖國健康工作至少50年，要爭取長久地在這個領域去努力。”
現在無錫超算中心研發中心團隊，平均年齡不到30歲。“90後”是主力，“00後”也已經開始承擔更重要的任務。甘霖說，“大傢身上都有一種很強的使命感，很驕傲能夠為超算事業盡一份力，鬥志昂揚，幹勁十足。”
甘霖結合自己多年科研工作中的經驗，也在耐心細致地指導團隊中更年輕的同事。“年輕人思維活躍，能力很強，我也向他們學習。我們作為一個團隊，讓每個人做自己最擅長的事情，發揮出最大合力。”甘霖常常鼓勵大傢要廣聞博識，多學多看，要和國際前沿接軌，和交叉學科接軌，多讀一些好的論文，多聽好的學術報告，關註相關學科領域的發展動態，這樣才能時刻保持創新的熱情和敏感。
團隊也營造瞭健康工作的氛圍，組成瞭足球群，籃球群、羽毛球群，徒步跑步群等一個個的朋友圈，在太湖邊的健步道上，也經常可以看到他們奮力奔跑的身影。
青年科技工作者的平臺越來越高
2016年11月17日，美國鹽湖城，世界超算大會會場，一年一度的世界高性能計算應用領域最高獎項“戈登·貝爾”獎揭曉。甘霖參與的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”項目獲獎，實現瞭中國在這個獎項上“零的突破”。
戈登·貝爾獎，也被譽為世界超算領域的“諾貝爾獎”。那一年的甘霖，剛剛完成從學生到科技工作者的角色轉變。登上超算應用領域最高獎的領獎臺，他表示，自己的心情“非常激動，這意味著我們的階段研究成果取得瞭一定的突破”。
甘霖說，參加工作這些年，自己感受最深的就是青年科技工作者的平臺越來越高。“我們能取得的成果，跟國傢超級計算機的發展是緊密相關的。最近十幾年隨著國傢對科技領域的高度重視，超算取得瞭飛速發展，不斷研制出先進的超算系統，讓我們能夠在上面去做一些實實在在的事情，才能取得這樣的成果。”
他也切身感受到，國傢為青年科技工作者營造瞭良好的環境，搭建瞭很多優質的平臺，比如中國青年科技工作者協會。“每次參加中青科協的活動，不光是我們對外科普宣講的機會，也是認識其他領域優秀青年科技工作者的機會。大傢互相交流，產生學術的碰撞，還有可能產生新的合作方向，讓我收獲很大。”
談及未來的工作，甘霖仍然有一種時不我待的緊迫感。他說，超算行業自身發展很快，新的技術不斷出現。有一些公認的難題還有待更好解決。作為年輕人，一定要不怕吃苦，不怕失敗。要敢於去挑戰最難的課題，沖擊科研領域的關鍵創新。他表示，今後將繼續做好本職方向的研究工作，讓超算支撐更多重要領域的應用，讓國產超算跑得更快、更遠。
作者：《中華兒女》記者 陳晰 [ 本文刊於《中華兒女》雜志2024年第3期 ]
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