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卢宇彤:国际超算大会的首位女主席

2022-07-05夕遥

妇女生活 2022年6期
关键词:天河超级计算机银河

夕遥

五代“银河”,两代“天河”,她背负着中国科学家的希望,引领我国超算技术跻身世界一流行列,六次雄踞榜首,两度蝉联亚军。她就是卢宇彤,“天河二号”的副总设计师,国家超级计算广州中心主任。

“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。”

从研制世界一流的超级计算机,到建设世界一流的超算中心,到推动我国超算自主可控可持续发展,在超算的道路上,卢宇彤一路与时间赛跑。

“我的父母都是大学老师,家里学习氛围十分浓厚,我尤其喜欢看科幻书。”出生于书香之家的卢宇彤说。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制造超级计算机的国家。那一年,正上高一的卢宇彤,有幸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。

“也算是无心插柳柳成荫,一次参观让我自发地深入了解超级计算机,也因此了解到超级计算机对国家和区域安全、科学突破和经济发展的重要战略作用。”高考报志愿时,卢宇彤毫不犹豫地填报了国防科技大学计算机学院。

真正让卢宇彤与超算结缘的是计算机学院本科毕业设计。当时,卢宇彤的老师负责“银河二号”编译器的开发,便让她测试与验证相关系统的软件。“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,所以必须打起十二分精神,耐心、谨慎地对待每一个步骤。”卢宇彤说,正是靠着这种认真、严谨的精神,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。

自此,从本科到硕士、博士,从“银河”到“天河”,从“银河二号”开始,卢宇彤陆续参加了五代“银河”、两代“天河”的研制,跟着超算国家队共同成长。“从最开始开发编译器到后来设计‘天河二号,中国超算已连续多年夺取世界第一,我亲历和见证了中国超算从跟跑到并跑再到领跑的全过程。”谈及与“天河”的缘分,卢宇彤非常自豪,称自己是个幸运儿。

“天河二号”连续6次夺得世界超级计算机500强排名冠军,打破了美日长期对世界超算头把交椅的垄断

“最初,只有美国、日本等国的企业巨头才具备高速互联研发能力,我国面临着一系列技术封锁。”2011年,卢宇彤担任“天河二号”超级计算机系统的副总设计师,面对着突围的重重难题。

在整个超算系统中,卢宇彤主要负责互联网络中通信协议和并行环境的设计。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。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,起着关键性的作用。“这块硬骨头,我一定要啃下来!”卢宇彤暗暗发誓。

“‘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如此庞大的研发任务。但我们一直比别人多花3倍的时间工作,没有假期也没有周末。”卢宇彤说,有一段时间,她把铺盖搬进办公室,吃住在那里近半年。2013年,“天河二号”超级计算机亮相,震撼世界。此后,从2013年6月到2016年5月,在每半年举行一次的排名中,“天河二号”连续6次夺得世界超级计算机500强排名(TOP500)冠军,打破了美日长期对世界超算头把交椅的垄断。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。外国专家对卢宇彤由衷赞叹:“这位中国女科学家了不得!”

传统的超级计算机主要服务于科学领域,因此对于大众而言,超算似乎离我们的生活很远。卢宇彤正在做的,就是让超算更接地气。“从技术层面上讲,它的研究难度确实比较高。我们要做的是搭建面向多个领域的应用软件平台,实现高性能计算与大数据处理、云计算的融合,通过‘天河二号实现广泛的用户利益最大化。”2016年2月,卢宇彤受聘担任广州超算中心主任。两年内,超算中心在卢宇彤的带领下,积极推动交叉研究,拓展超算应用,超算中心服务用户数已增加到2500家,支撑了800多项国家级课题的研发工作,如大气海洋环境、天文地球物理、工业设备制造、新材料新能源、生物医药健康、智慧城市等。

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,也前所未有地深入參与到国际专业组织的事务中。她成为国际超级计算大会8名会士之一。2019年,卢宇彤当选国际HPC(高性能计算机群)大会程序主席。这一职位首次由中国科学家担任,也是首次由女性科学家担任,消息传来,国内业界一片沸腾。

身处超算这个男性居多数的领域,卢宇彤有自己的心得体会:“这个领域,虽然女性少一些,但在成长过程中,女性与男性没有明显的区别。事实上,女性还有不少优势。比如,在对技术整体方案把握的同时,更注重细节。女性在沟通上也有优势,超算这类大工程项目,团队协作非常重要,从硬件到软件到应用,整体性能的提升依靠的都是团队的力量。”话虽这么说,但卢宇彤确实付出了无数努力。她曾发过一条微信朋友圈:“这个世界比你牛的人还这么勤奋敬业,你还有什么理由花两个小时吃晚饭?”她的学生刘育擘说,现在的卢教授依旧很拼,晚上11点之后仍经常能够看到她在办公室工作的身影。

据测算,“天河二号”的峰值计算速度达到每秒5.49亿亿次,而持续计算时的速度每秒可达3.39亿亿次。假设每人每秒进行一次运算,“天河二号”运算一小时,相当于13亿人同时用计算器算上1000年。2019年,“天河二号”的应用已全面覆盖粤港澳大湾区,辐射全国几乎所有省份,并且开始影响全球。作为国家重大科研基础设施,超级计算机是真正意义上的“大国重器”。随着根基逐渐打牢,我国超算事业“上接天气、下接地气”,超级计算机可以“算天”“算地”“算人”。目前,国家超级计算广州中心已支撑了数千项国家和地方重点课题的研发工作,服务用户超过4500家,用户群体超过30万,成为全球系统利用率最高、用户数量最多、应用领域最广的超算中心之一。CAB3A690-38C8-45BC-A624-DAB4BCBF443A

当前,E级超算被视为“超级计算机界的下一顶皇冠”,将在未来为解决能源危机、环境污染和气候变化等重大问题发挥巨大作用。面对这块全球必争之地,卢宇彤提出合作共赢的想法:“尽管我国超算技术暂时处于领先地位,但想要进一步突破,进行国际合作、协同设计是不可或缺的。”她利用自己在國际超算领域的话语权和前期建立的友好合作基础,致力于让国家超算广州中心成为我国超算对接世界的桥头堡。2021年底,国家超算广州中心与美日德法英等数十个国家的超算中心和科研机构建立了紧密的合作关系,德国斯图加特国家超算中心、英国哈璀国家超算中心等世界知名超算中心都与国家超算广州中心成为合作伙伴。

职位的变化,地域的距离,都不影响她与家人在情感上的交流

褪去女性科学家严谨认真的学究气息,平日里卢宇彤衣着简单,举止优雅,脸上始终带着温和的笑容,与人交谈风趣幽默。“大一时‘天河夺冠,我在电视上看到卢老师接受采访,立马就被她的女神气质倾倒,当即决定读研究生一定要找她做导师。”余炜同学眼中的卢教授,不仅颜值高,而且和蔼可亲,“第一天来中心,我不熟悉这个地方。卢教授对我很关心,再三叮嘱我一定要注意安全,让我心里暖暖的。”

除了工作,卢宇彤平时喜欢旅游。尽管很忙,但她每年仍会挤出时间去旅游。到国外开会时,她也会抓紧时间去一些想去的地方看一看。“读万卷书,行万里路。”在旅行中,卢宇彤在欣赏美景的同时,更喜欢了解世界各地不同的风土人情和历史文化。她说:“旅游是一种休闲方式,也是一种提升自己的学习方式。”

作为忙碌的科研工作者,如何平衡家庭与事业是一个大问题。卢宇彤说这是一门艺术,她虽没有多少时间陪在家人身边,但与家人心灵上的联系从来没有中断。她经常与丈夫通过电话联系,两人除了问候就是鼓励,如今的感情仍像初恋时一样甜蜜。儿子从上小学起,爸爸就告诉他:“你妈是个科学家,很伟大!”儿子很理解她,但也会希望她多陪伴自己,有一次对她说:“妈,你忙国家大事很重要,可陪儿子也重要呀,你能抽时间陪我去看场电影吗?”“好呀,妈妈陪你去。”娘儿俩欢快地走进了电影院。

“最开始的时候,我妈在电视上看到我,都会给亲戚们打电话。现在有了微信,看到我的消息就会转。不知不觉中,我儿子慢慢长大,考上了博士,变得更加独立了。我这个母亲也成了他心中的骄傲。”无论是作为科研人员在实验室里工作,还是在学校担任老师,还是受聘在超算中心做主任;无论当初在长沙,还是后来到广州,职位的变化,地域的距离,都不影响卢宇彤与家人在情感上的交流。

作为中国计算机学会工委主任,高专委常委、理事,以及全球唯一一位获得超算领域最高荣誉——国际超级计算大会会士的女科学家,卢宇彤时常被鲜花和荣誉包围,她曾获得国家科技进步奖特等奖1项、一等奖1项,军队科技进步奖一等奖4项、二等奖6项,发表论文72篇,授权专利18项。此外,她还获教育部“新世纪优秀人才”支持计划,被评为全军巾帼建功先进个人,荣立二等功2次。

【编辑:潘金瑞】

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