上海地區(qū)性能最強(qiáng)、也是高校領(lǐng)域性能最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)“π”系統(tǒng)在上海交通大學(xué)上線運(yùn)行，該系統(tǒng)峰值性能達(dá)到263萬億次，位列最新全球Top500榜單第158名。“π”系統(tǒng)由浪潮公司設(shè)計(jì)構(gòu)建，將用于支撐高端前沿科研，俗稱“人造太陽”的慣性約束核聚變項(xiàng)目就是其中之一。

　　上海交通大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士院士林忠欽，上海交通大學(xué)高性能計(jì)算中心主任顧一眾，上海交通大學(xué)激光等離子體教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室特別研究員、國(guó)家“青年千人計(jì)劃”獲得者陳民，浪潮首席科學(xué)家王恩東，浪潮信息高性能計(jì)算產(chǎn)品部總經(jīng)理劉軍等出席了正式運(yùn)行儀式。

　　“π”系統(tǒng)上線將重點(diǎn)支持上海交通大學(xué)的教學(xué)科研，將成為“IFSA慣性約束聚變科學(xué)與應(yīng)用協(xié)同創(chuàng)新中心”的超算核心支持平臺(tái)。 目前，慣性約束聚變是世界性的科技挑戰(zhàn)，美國(guó)、日本、俄羅斯、歐盟都積極投入，目的是在可受控的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)聚變，和平利用人類的終極能源——聚變能。在半個(gè)世紀(jì)以前，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)氘原子和氚原子聚變?yōu)橐粋€(gè)氦原子核和一個(gè)中子時(shí)會(huì)釋放巨大的能量。由于其能量釋放機(jī)理與太陽一樣，所以該工程俗稱“人造太陽”。3瓶礦泉水里所蘊(yùn)含的聚變能，足夠一個(gè)四口之家的一年的電力供應(yīng)。而且這類能源輻射低、無排放、取用不盡，能夠供人類使用幾十億年。但是核聚變反應(yīng)條件卻極其苛刻，而且過程難以控制，目前只能用于制造核武器——氫彈。

　　我國(guó)科學(xué)家王淦昌早在激光發(fā)明不久，幾乎就與前蘇聯(lián)科學(xué)家巴索夫同時(shí)獨(dú)立提出了激光慣性約束聚變的概念，這已經(jīng)成為目前實(shí)現(xiàn)可控核聚變的兩大技術(shù)路線之一。2012年上海交大牽頭的IFSA協(xié)同創(chuàng)新中心致力于激光聚變科學(xué)研究與應(yīng)用。上海交通大學(xué)激光等離子體教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是IFSA協(xié)同創(chuàng)新中心的主要成員之一，在激光技術(shù)、靶物理實(shí)驗(yàn)和診斷、聚變相關(guān)理論和模擬研究方面一直發(fā)揮著重要作用。

　　實(shí)驗(yàn)室特別研究員陳民說，人類對(duì)于可受控核聚變的研究離不開超級(jí)計(jì)算機(jī)技術(shù)，今天科學(xué)家們采用計(jì)算機(jī)來模擬核聚變的各個(gè)反應(yīng)過程、設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置及實(shí)驗(yàn)參數(shù)，大大提升了受控聚變研究能力。慣性約束聚變反應(yīng)過程非常復(fù)雜，涉及的溫度、密度遠(yuǎn)高于人們通常所見的物質(zhì)，其中的物理內(nèi)容也非常多，而且時(shí)間和空間尺度也相差巨大，反應(yīng)過程非常快。在反應(yīng)過程中的壓力相當(dāng)于1萬億個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，氘和氚會(huì)被壓縮到僅有同質(zhì)量液體體積的千分之一，但是反應(yīng)時(shí)間最多只有100億分之一秒。如此極端的反應(yīng)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)探測(cè)手段很難深入到聚變?nèi)剂蟽?nèi)部進(jìn)行測(cè)量。而利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬，可以分步地對(duì)各個(gè)過程進(jìn)行模擬，研究其中的物理細(xì)節(jié)，這樣大大有利于對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、理解。

　　陳民在采訪中提到，核聚變研究對(duì)計(jì)算力有著無止境的需求，“紅杉”、“美洲虎”等曾經(jīng)的全球TOP500榜首的超算系統(tǒng)都曾用于核模擬研究。目前國(guó)際上和中國(guó)現(xiàn)有的計(jì)算技術(shù)都還難以滿足核聚變各個(gè)過程的研究。由于計(jì)算力的限制，通常的模擬都是采用減少模擬維或者忽略部分物理效應(yīng)的情況下對(duì)主要過程進(jìn)行模擬研究，而這樣就造成模擬與實(shí)驗(yàn)的偏差。必須依靠多次實(shí)驗(yàn)和模擬相互驗(yàn)證，交替前進(jìn)。更高性能的超級(jí)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，將大大增加理論模擬的能力，盡可能真實(shí)的對(duì)慣性聚變中的物理過程進(jìn)行模擬，可以大大加快研究進(jìn)程，讓人們?cè)缛諏?shí)現(xiàn)可受控的人造小太陽。隨著計(jì)算技術(shù)從千萬億次向百億億次的推進(jìn)，極端條件下的物理學(xué)研究也將走進(jìn)新的時(shí)代。由浪潮建設(shè)的“π”超算系統(tǒng)采用了“CPU+GPU+MIC”三重混合計(jì)算架構(gòu)，有25.7萬個(gè)計(jì)算核心。浪潮信息總裁王恩東說，當(dāng)前高性能計(jì)算領(lǐng)域正處于技術(shù)變革中，傳統(tǒng)的單一集群架構(gòu)正在向混合架構(gòu)變遷，浪潮先后參與完成了采用GPU技術(shù)的千萬億次系統(tǒng)——天河1A和基于MIC技術(shù)的億億次系統(tǒng)——天河2號(hào)的研制和建設(shè)工作?；旌霞軜?gòu)會(huì)是未來超算的發(fā)展方向，是實(shí)現(xiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)峰值從千萬億次到百億億次最可行的技術(shù)路線。浪潮同時(shí)也投入大量資源發(fā)展相關(guān)的軟件和應(yīng)用，幫助用戶跨過應(yīng)用門檻，目前，上海大交網(wǎng)絡(luò)中心正在將現(xiàn)有的應(yīng)用遷移到三重混合架構(gòu)中，已經(jīng)完成的應(yīng)用都取得很好的測(cè)試效果。

　　上海交大為將這套系統(tǒng)命名為π。在談到系統(tǒng)的命名時(shí)，顧一眾興奮地說，π在希臘文中就有并行的涵義，并行是高性能計(jì)算的最基本理念，而且，π是一個(gè)在公元前就被認(rèn)識(shí)到的無理常數(shù)，π值的進(jìn)化與人類計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步息息相關(guān)。從公元前到1948年的幾千年時(shí)間，人類僅計(jì)算出π值的第808位，1949年人類第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC問世，π就被精確到2034位，是此前的兩倍多。此外，π還可看作交通大學(xué)首字母J和T的組合。我們希望采用了多重異構(gòu)技術(shù)的這套系統(tǒng)能夠有效推動(dòng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

　　作為領(lǐng)先的高性能計(jì)算技術(shù)和方案供應(yīng)商，浪潮與Nvidia和Intel都保持了緊密的戰(zhàn)略合作關(guān)系，在GPU、MIC等異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域，擁有領(lǐng)先的技術(shù)能力和豐富的經(jīng)驗(yàn)。此前，“ITER”工程主要的模擬軟件“磁約束聚變大規(guī)模數(shù)值模擬軟件”（GTC）遷移到天河2號(hào)平臺(tái)上，這項(xiàng)工作是由主要浪潮完成。在“π”系統(tǒng)正式運(yùn)行之后，浪潮也將繼續(xù)協(xié)助上海交通大學(xué)進(jìn)行典型應(yīng)用在異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)的開發(fā)和移植工作。