关注与投入不够,并行计算应用短板如何补

admin     2020-09-03 10:06:55


中科院计算机网络信息中心主任廖方宇、副主任迟学斌为获奖队伍“榴莲牛奶”颁奖。中科曙光供图

“我国有上千所大学开设了计算机专业,但是参加这次竞赛的团队大都来自重点大学。我希望每个有计算机专业的大学,多开展并行计算的课程教育,普及并行计算的基础知识;希望更多的研究生从事并行计算的科研和技术攻关。”

在中科院“先导杯”并行计算应用大奖赛(以下简称“先导杯”大奖赛)颁奖典礼上,中国工程院院士李国杰作为大赛专家咨询委员会主席,提出了两点希望。在他看来,我国在高性能计算应用和软件方面与国际先进水平存在不小差距,而且我国在并行计算应用特别是并行计算软件方面的关注与投入,还远远不够。

不过,李国杰也强调,并行计算不是“阳春白雪”,而是计算机从业者需要掌握的基本功。“并行处理是高性能计算最基础的一项技术,没有高效率的并行软件,高性能计算机就不能有效发挥作用。软件需要精心设计的并行算法,而设计并行算法和程序,需要既熟悉并行计算又熟悉应用领域和求解问题的人才。”

如何吸引更多的人关注、投身并行计算,成了首届“先导杯”大奖赛的使命。

大赛成果超预期

从3月25日到8月26日,首届“先导杯”大奖赛通过线上竞赛+线下答辩的形式顺利举办。短短5个月,大赛产出了近百份创新应用的移植、优化成果,涉及生命科学、材料模拟、计算化学、物理、天文、气象、海洋、石油、地质等二十几个领域的交叉应用。

中国科学院计算技术研究所研究员张云泉表示,此次大赛产出的成果质量,远超他的预期。

据悉,首届“先导杯”大奖赛吸引了全国200多所重点高校、科研机构、知名企业的601名选手、448支队伍的积极参与。在参赛选手的作品中,不乏有优秀作品入选国际学术期刊,获得国内软件著作权。

例如,一支来自兰州大学的参赛战队提交的应用项目,通过一款自主研发软件“MolAICal”,使用大赛提供的国产计算平台提出了一种应用设计方案,显示了并行计算可以提升抗新冠病毒药物的研发能力,该成果目前已被国际生物信息学顶级期刊《生物信息学简报》(影响因子为8.99)接收。

同样基于大赛的国产计算平台,来自华中科技大学的参赛战队提交了采用自主研发的颗粒两相流直接数值模拟软件“PFlows”,其拥有大规模计算能力,可对十亿以上的网格加百万以上的颗粒系统进行计算。该软件可广泛用于能源、化工、水利、医药、生物、环境等众多领域,目前已取得了国家版权局的软件著作权登记。

“这类人才非常难招”

首届“先导杯”大奖赛成果丰硕,却仍无法掩盖我国对并行计算应用的关注与投入不足。

中国科学院计算机网络信息中心副主任迟学斌在“先导杯”大奖赛中担纲专家评审委员会主席。他注意到,过去数十年来,我国在并行计算应用和软件方面,对人才的培养并不重视。

“这主要体现在许多高校没有并行计算应用相关的专业,只有到了研究生阶段,才开始着手培养相关的人才;然而即使培养了人才,由于我们(就业前景)范围较小,更多的人选择了去其他领域,留下来的更少了。”迟学斌说,中国虽然在高性能计算机研制方面跻身世界前列,但在应用、人才队伍建设、软件等方面仍然存在很大差距,他希望通过“先导杯”大奖赛,能够凝聚更多人才,从事并行计算应用研究。

事实上,我国并不缺乏软件人才。中科曙光总裁助理李斌告诉《中国科学报》,中国软件人才非常多,但市场导向下大多都涌向了手机APP、WEB等的开发,许多高校也将资源倾斜到这类软件人才的培养上;反而在国外对我们有很多制约的计算应用软件方面,人才比较匮乏,“公司在招聘这类人才时非常难招”。

“我们希望通过类似‘先导杯’大奖赛这样的活动,能够让以前‘偏冷’的并行计算应用得到更多关注,提高这类人才的基数,这对整个产业的发展大有裨益。”李斌说。

迟学斌说,并行计算应用人才之所以缺,还缘于“学计算机的人要和应用领域的科学家结合,需要有交叉领域背景,才能做好这件事”。这对于从事并行计算软件研发的人而言,要求的起点较高。

而另一个问题则稍显尴尬,并行计算应用人才虽然要求高,但在市场上能获得的待遇却相对较低,就业选择面也并不可观。迟学斌说,就此次大赛中涌现出的优秀选手而言,他们今后能否继续从事这方面的工作,“是一个问号”。

不过他也表示,举办“先导杯”大奖赛的目的主要是宣传并行计算的理念,加强各领域对并行计算的认识,从而有意识地去发现和培养相应的人才:“更多在于让大家有这样一个思想,我们现在已经进入了并行计算的时代,以后的计算就要并行,不并行就是浪费(计算资源)。”

补短板并非一朝一夕

当前,高性能计算机能够排上用场的地方越来越多,从传统的科学研究,到产业中与人工智能、大数据相结合的场景,乃至药物研发、汽车碰撞试验等工业生产,都可以用计算机来完成,但前提是要有相应的软件。而问题就在于,目前科研院所和工业企业所用的大部分软件,主要来自国外。国内虽已开展部分自主研发,但要实现替代需要时间。

据介绍,“先导杯”大奖赛专门设置了一个“开放应用”赛道,意在鼓励不同专业领域的参赛选手利用并行计算解决实际应用问题。李斌告诉《中国科学报》,决赛阶段的作品应用水平很高,“有一些真的能给大的工程应用解决实际的仿真模拟问题”。

他举例说,来自中国科学技术大学的一支队伍提供的软件,定位就是作为通用的材料模拟软件。而目前国内大部分学校、研究单位仍在使用国外商业软件来做材料模拟仿真。

“我希望国内能给类似的国产软件一些机会,比如将这些软件在各个计算中心装机,鼓励更多用户使用它。”李斌表示。

迟学斌认为这行得通。“我从来不承认我们缺乏应用。我们的机器每天都在‘跑’应用,缺的是把这些可用软件标准化,这是我们的短板。”他说,要把参赛软件或程序变成真正的软件,还有很长一段路,这段路需要政府相关部门支持,同时可能还需要企业持续投入。

不过,迟学斌也坦承,想要获得持续投入并不容易。原因很简单,此类计算软件周期长、见效慢,甚至投入很多到最后还会“打水漂”。

“但是,商业软件最早都是从实验室走出来的,有些打磨了10年、20年才走上商业化道路,从这个角度讲,要真想补齐我们的短板、填补空白,就需要从机制到资本方面持续的支持。”迟学斌说,如果不作出一些改革的话,现在所说的描绘未来的事情,还是不能从根本上实现。

“软件的研发不是一朝一夕,需要长期积累,也许再过十年八年就会有一个崭新的面貌,但是这需要长期的关注,需要政府、科研机构、企业等的支持。”他重申。

“我国有上千所大学开设了计算机专业,但是参加这次竞赛的团队大都来自重点大学。我希望每个有计算机专业的大学,多开展并行计算的课程教育,普及并行计算的基础知识;希望更多的研究生从事并行计算的科研和技术攻关。”

在中科院“先导杯”并行计算应用大奖赛(以下简称“先导杯”大奖赛)颁奖典礼上,中国工程院院士李国杰作为大赛专家咨询委员会主席,提出了两点希望。在他看来,我国在高性能计算应用和软件方面与国际先进水平存在不小差距,而且我国在并行计算应用特别是并行计算软件方面的关注与投入,还远远不够。

不过,李国杰也强调,并行计算不是“阳春白雪”,而是计算机从业者需要掌握的基本功。“并行处理是高性能计算最基础的一项技术,没有高效率的并行软件,高性能计算机就不能有效发挥作用。软件需要精心设计的并行算法,而设计并行算法和程序,需要既熟悉并行计算又熟悉应用领域和求解问题的人才。”

如何吸引更多的人关注、投身并行计算,成了首届“先导杯”大奖赛的使命。

大赛成果超预期

从3月25日到8月26日,首届“先导杯”大奖赛通过线上竞赛+线下答辩的形式顺利举办。短短5个月,大赛产出了近百份创新应用的移植、优化成果,涉及生命科学、材料模拟、计算化学、物理、天文、气象、海洋、石油、地质等二十几个领域的交叉应用。

中国科学院计算技术研究所研究员张云泉表示,此次大赛产出的成果质量,远超他的预期。

据悉,首届“先导杯”大奖赛吸引了全国200多所重点高校、科研机构、知名企业的601名选手、448支队伍的积极参与。在参赛选手的作品中,不乏有优秀作品入选国际学术期刊,获得国内软件著作权。

例如,一支来自兰州大学的参赛战队提交的应用项目,通过一款自主研发软件“MolAICal”,使用大赛提供的国产计算平台提出了一种应用设计方案,显示了并行计算可以提升抗新冠病毒药物的研发能力,该成果目前已被国际生物信息学顶级期刊《生物信息学简报》(影响因子为8.99)接收。

同样基于大赛的国产计算平台,来自华中科技大学的参赛战队提交了采用自主研发的颗粒两相流直接数值模拟软件“PFlows”,其拥有大规模计算能力,可对十亿以上的网格加百万以上的颗粒系统进行计算。该软件可广泛用于能源、化工、水利、医药、生物、环境等众多领域,目前已取得了国家版权局的软件著作权登记。

“这类人才非常难招”

首届“先导杯”大奖赛成果丰硕,却仍无法掩盖我国对并行计算应用的关注与投入不足。

中国科学院计算机网络信息中心副主任迟学斌在“先导杯”大奖赛中担纲专家评审委员会主席。他注意到,过去数十年来,我国在并行计算应用和软件方面,对人才的培养并不重视。

“这主要体现在许多高校没有并行计算应用相关的专业,只有到了研究生阶段,才开始着手培养相关的人才;然而即使培养了人才,由于我们(就业前景)范围较小,更多的人选择了去其他领域,留下来的更少了。”迟学斌说,中国虽然在高性能计算机研制方面跻身世界前列,但在应用、人才队伍建设、软件等方面仍然存在很大差距,他希望通过“先导杯”大奖赛,能够凝聚更多人才,从事并行计算应用研究。

事实上,我国并不缺乏软件人才。中科曙光总裁助理李斌告诉《中国科学报》,中国软件人才非常多,但市场导向下大多都涌向了手机APP、WEB等的开发,许多高校也将资源倾斜到这类软件人才的培养上;反而在国外对我们有很多制约的计算应用软件方面,人才比较匮乏,“公司在招聘这类人才时非常难招”。

“我们希望通过类似‘先导杯’大奖赛这样的活动,能够让以前‘偏冷’的并行计算应用得到更多关注,提高这类人才的基数,这对整个产业的发展大有裨益。”李斌说。

迟学斌说,并行计算应用人才之所以缺,还缘于“学计算机的人要和应用领域的科学家结合,需要有交叉领域背景,才能做好这件事”。这对于从事并行计算软件研发的人而言,要求的起点较高。

而另一个问题则稍显尴尬,并行计算应用人才虽然要求高,但在市场上能获得的待遇却相对较低,就业选择面也并不可观。迟学斌说,就此次大赛中涌现出的优秀选手而言,他们今后能否继续从事这方面的工作,“是一个问号”。

不过他也表示,举办“先导杯”大奖赛的目的主要是宣传并行计算的理念,加强各领域对并行计算的认识,从而有意识地去发现和培养相应的人才:“更多在于让大家有这样一个思想,我们现在已经进入了并行计算的时代,以后的计算就要并行,不并行就是浪费(计算资源)。”

补短板并非一朝一夕

当前,高性能计算机能够排上用场的地方越来越多,从传统的科学研究,到产业中与人工智能、大数据相结合的场景,乃至药物研发、汽车碰撞试验等工业生产,都可以用计算机来完成,但前提是要有相应的软件。而问题就在于,目前科研院所和工业企业所用的大部分软件,主要来自国外。国内虽已开展部分自主研发,但要实现替代需要时间。

据介绍,“先导杯”大奖赛专门设置了一个“开放应用”赛道,意在鼓励不同专业领域的参赛选手利用并行计算解决实际应用问题。李斌告诉《中国科学报》,决赛阶段的作品应用水平很高,“有一些真的能给大的工程应用解决实际的仿真模拟问题”。

他举例说,来自中国科学技术大学的一支队伍提供的软件,定位就是作为通用的材料模拟软件。而目前国内大部分学校、研究单位仍在使用国外商业软件来做材料模拟仿真。

“我希望国内能给类似的国产软件一些机会,比如将这些软件在各个计算中心装机,鼓励更多用户使用它。”李斌表示。

迟学斌认为这行得通。“我从来不承认我们缺乏应用。我们的机器每天都在‘跑’应用,缺的是把这些可用软件标准化,这是我们的短板。”他说,要把参赛软件或程序变成真正的软件,还有很长一段路,这段路需要政府相关部门支持,同时可能还需要企业持续投入。

不过,迟学斌也坦承,想要获得持续投入并不容易。原因很简单,此类计算软件周期长、见效慢,甚至投入很多到最后还会“打水漂”。

“但是,商业软件最早都是从实验室走出来的,有些打磨了10年、20年才走上商业化道路,从这个角度讲,要真想补齐我们的短板、填补空白,就需要从机制到资本方面持续的支持。”迟学斌说,如果不作出一些改革的话,现在所说的描绘未来的事情,还是不能从根本上实现。

“软件的研发不是一朝一夕,需要长期积累,也许再过十年八年就会有一个崭新的面貌,但是这需要长期的关注,需要政府、科研机构、企业等的支持。”他重申。

来源:中国科学报、科学网、科学新闻杂志  

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