目 錄
序言一
序言二
序言三
序言四
前言
第一篇 綜 述 篇
第1章 我國高性能計算行業(yè)概況 3
1.1 高性能計算簡述 3
1.2 高性能計算機(jī)發(fā)展概況 5
1.2.1 億次時代(1980—1999年) 7
1.2.2 萬億次時代(2000—2005年) 7
1.2.3 百萬億次時代，千萬億次興起(2006—2010年) 7
1.2.4 千萬億次時代(2011年至今) 8
1.3 高性能計算環(huán)境發(fā)展概況 8
1.4 高性能計算應(yīng)用發(fā)展概況 9
1.5 高性能計算教育發(fā)展概況 12
1.5.1 ASC世界大學(xué)生超級計算機(jī)競賽 13
1.5.2 全國并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽 14
1.5.3 國產(chǎn)CPU并行應(yīng)用挑戰(zhàn)賽 16
第2章 國家高性能計算環(huán)境發(fā)展歷程 17
2.1 孕育期(2002—2005年) 17
2.2 成長期(2006—2010年) 19
2.3 發(fā)展期(2011—2015年) 22
2.4 成熟期(2016年至今) 25
第3章 國外同類環(huán)境的分析與比較 28
3.1 美國極限科學(xué)與工程發(fā)現(xiàn)環(huán)境 28
3.1.1 環(huán)境簡介 28
3.1.2 參與機(jī)構(gòu) 28
3.1.3 資源 29
3.1.4 研究內(nèi)容 30
3.1.5 管理和運行模式 31
3.1.6 應(yīng)用情況 31
3.1.7 項目資助情況 32
3.2 歐洲網(wǎng)格基礎(chǔ)設(shè)施 32
3.2.1 環(huán)境簡介 32
3.2.2 管理機(jī)構(gòu) 33
3.2.3 運行模式 33
3.2.4 應(yīng)用情況 34
3.2.5 項目資助情況 35
3.3 全球大型強(qiáng)子對撞機(jī)計算網(wǎng)格 35
3.3.1 環(huán)境簡介 35
3.3.2 組織架構(gòu) 36
3.3.3 技術(shù)路線 37
3.3.4 管理和運行模式 38
3.3.5 應(yīng)用情況 39
3.3.6 項目資助情況 39
3.4 歐洲先進(jìn)計算合作伙伴 41
3.4.1 環(huán)境簡介 41
3.4.2 資源 42
3.4.3 管理和運行模式 43
3.4.4 應(yīng)用情況 45
3.4.5 項目資助情況 46
第二篇 計算資源與技術(shù)篇
第4章 國家高性能計算環(huán)境的計算資源 49
4.1 主結(jié)點 49
4.1.1 北方主結(jié)點——中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心 49
4.1.2 南方主結(jié)點——上海超級計算中心 56
4.2 國家超級計算中心 59
4.2.1 國家超級計算天津中心 59
4.2.2 國家超級計算濟(jì)南中心 62
4.2.3 國家超級計算深圳中心 68
4.2.4 湖南大學(xué)國家超級計算長沙中心 72
4.2.5 中山大學(xué)國家超級計算廣州中心 75
4.2.6 國家超級計算無錫中心 79
4.3 普通結(jié)點 82
4.3.1 清華大學(xué) 82
4.3.2 北京應(yīng)用物理與計算數(shù)學(xué)研究所 83
4.3.3 西安交通大學(xué) 84
4.3.4 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 87
4.3.5 山東大學(xué) 91
4.3.6 中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院 93
4.3.7 華中科技大學(xué) 95
4.3.8 上海交通大學(xué) 96
4.3.9 香港大學(xué) 97
4.3.10 甘肅省計算中心 102
4.3.11 吉林省計算中心 106
第5章 國家高性能計算環(huán)境構(gòu)建核心技術(shù) 113
5.1 資源聚合與調(diào)度技術(shù) 113
5.1.1 SCE核心系統(tǒng)軟件 113
5.1.2 資源信息聚合技術(shù) 115
5.1.3 以應(yīng)用為中心的全局作業(yè)調(diào)度 118
5.2 計算服務(wù)化客戶端技術(shù) 123
5.2.1 命令行客戶端 123
5.2.2 通用Web門戶 125
5.2.3 應(yīng)用編程接口 129
5.3 資源監(jiān)控與運維技術(shù) 131
5.3.1 多維度資源監(jiān)控 131
5.3.2 資源機(jī)時統(tǒng)計與計費 134
5.3.3 運行管理和支持平臺 137
5.3.4 核心軟件持續(xù)交付技術(shù) 141
5.4 環(huán)境安全保障 143
5.4.1 環(huán)境安全體系 143
5.4.2 用戶認(rèn)證與授權(quán) 144
5.4.3 數(shù)據(jù)安全傳輸 145
5.4.4 環(huán)境日志分析挖掘 148
5.5 環(huán)境運行與服務(wù)支撐 152
第三篇 應(yīng)用與成果篇
第6章 國家高性能計算環(huán)境的重點應(yīng)用成果 157
6.1 應(yīng)用社區(qū) 157
6.1.1 工業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計社區(qū) 157
6.1.2 生物信息學(xué)與計算化學(xué)科學(xué)計算社區(qū) 165
6.1.3 新藥創(chuàng)制社區(qū) 172
6.1.4 數(shù)字媒體與文化創(chuàng)意社區(qū) 178
6.2 典型應(yīng)用成果 183
6.2.1 典型應(yīng)用成果案例——從應(yīng)用領(lǐng)域維度 183
6.2.2 典型應(yīng)用成果案例——從作業(yè)規(guī)模維度 240
6.3 入圍戈登·貝爾獎應(yīng)用 291
6.3.1 千萬核可擴(kuò)展全球大氣動力學(xué)全隱式模擬 292
6.3.2 非線性地震模擬 292
6.3.3 合金微結(jié)構(gòu)演化相場模擬 294
6.3.4 全球高分辨率海浪數(shù)值模式 294
6.3.5 全球氣候模式的高性能模擬 296
第四篇 評價與展望篇
第7章 高性能計算環(huán)境發(fā)展水平綜合評價 299
7.1 綜合評價指標(biāo)體系的建立 299
7.2 綜合評價指數(shù)體系的設(shè)計 300
7.2.1 評價指標(biāo)權(quán)重確定 300
7.2.2 綜合評價指數(shù)計算 301
7.3 綜合評價指數(shù)(2015—2017年) 306
7.3.1 高性能計算環(huán)境發(fā)展水平綜合評價指數(shù) 306
7.3.2 超級計算應(yīng)用水平綜合評價指數(shù) 307
7.4 超級計算應(yīng)用成果統(tǒng)計與分析 308
7.4.1 平臺應(yīng)用能力 308
7.4.2 高性能計算應(yīng)用獲獎 312
7.4.3 服務(wù)科研項目 313
7.4.4 國家及地方政府投入資金 314
7.4.5 用戶發(fā)表論文 316
7.4.6 社會效益 318
第8章 未來發(fā)展態(tài)勢 321
附錄1 名詞術(shù)語 323
附錄2 國家高性能計算環(huán)境發(fā)展水平綜合評價指標(biāo)重要性調(diào)查問卷 324
后記 338