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国家重点研发计划“高性能计算”重点专项2018年
2017/07/06 10:59  点击数:

 
依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,科技部高新司组织开展了《高性能计算重点专项实施方案》编制工作。依据实施方案和2016年与2017年项目立项情况,启动“高性能计算重点专项”2018年度项目,并发布本指南。
本专项总体目标是:在E级计算机的体系结构,新型处理器结构、高速互连网络、整机基础架构、软件环境、面向应用的协同设计、大规模系统管控与容错等核心技术方面取得突破,依托自主可控技术,研制适应应用需求的E级(百亿亿次左右)高性能计算机系统,使我国高性能计算机的性能在“十三五”末期保持世界领先水平。研发一批重大关键领域/行业的高性能计算应用软件,研究适应不同领域的高性能计算应用软件协同开发与优化技术,围绕超算中心、科研机构、大学等优势单位建立高性能计算应用软件中心,构建可持续发展的高性能计算应用生态环境。配合E级计算机和应用软件研发,探索新型高性能计算服务的可持续发展机制,创新组织管理与运营模式,建立具有世界一流资源能力和服务水平的国家高性能计算环境,在我国科学研究、经济与社会发展中发挥重要作用,并通过国家高性能计算环境所取得的经验,促进我国计算服务业的成长。
专项围绕高性能计算应用软件研发、高性能计算环境研发等二个创新链(技术方向)部署研究任务。按照分步实施、重点突出原则,2018年专项将在高性能计算应用和高性能计算环境研发方向部署3个重点研究任务,任务实施周期为3年,即2018年至2020年。
2018年将启动的主要研究内容包括:计算服务化模型及体系架构、高性能计算虚拟数据空间、基于人工震源的深部地下结构探测软件系统等。
1.高性能计算环境研发
1.1计算服务化的模型及体系架构(基础研究类)
为推进高性能计算环境运行和使用模式在当今网络条件下的转变,促进计算服务能力的普及与提升,研究高性能计算服务化的模型和体系结构,为高性能计算服务业的发展奠定理论和技术基础。
研究内容
研究广域网络环境下分布资源(计算资源、存储资源、应用软件等)以服务形式表示的方法,计算服务化的体系架构,以及原型验证系统。具体包括:高性能计算服务化的模型与体系结构,服务资源发现与访问模式,多管理域下服务化资源的管理模型与管理机制,服务交易机制,服务化资源的使用方法、使用计量和计费策略等。在广域有线/无线网络条件下,依托国家高性能计算环境,形成原型验证系统。
考核指标
原型验证系统具有典型的互联网服务端和客户端形态,客户端支持移动设备,在国家高性能计算环境中部署,实际验证支持的应用软件不少于20个,并形成关于高性能计算服务化模型的知识产权。
支持年限:3年。
拟支持项目数:1-2项。
 
1.2高性能计算虚拟数据空间(基础研究类)
针对大型计算问题对数据空间的要求,在高性能计算环境中形成广域的数据共享,研究跨域的虚拟数据空间模型、体系结构以及虚拟数据空间的管理、访问等关键技术,研发相应的虚拟数据空间系统,在国家高性能计算环境部署。
研究内容
针对高性能计算环境中跨域分散的存储资源,研究构建与本地数据空间一致、且能可靠地统一访问与管理的虚拟数据空间技术。具体包括:虚拟数据空间的模型与表示方法,分散存储资源的聚合方法,虚拟数据空间的请求与分配、数据区域划分、隔离与安全管理,虚拟数据空间中数据的可靠安全移动等,为在国家高性能计算环境中建立虚拟数据空间提供技术手段。
考核指标
形成完整的软件系统,与高性能计算环境软件对接,并可被应用访问,在国家高性能计算环境中部署,验证虚拟数据空间地理分布不少于五个点,规模达到PB级以上,数据访问性能不低于网络传输性能的30%。
支持年限:3年。
拟支持项目数:1-2项。
 
2.高性能计算应用软件研发
2.1 基于人工震源的深部地下结构探测软件系统(应用示范类)
研究内容
应对国家发展对“深地”探测的重大需求,围绕基于人工震源的大陆地区深地探测技术和,研究对人工地震数据精细分析的方法,发展相关的数学模型和高效并行算法,研发基于高性能计算的人工地震数据处理技术,在国产超级计算机上实现地下结构探测分析的软件系统,并得到实际应用。
考核指标
1、形成新型人工震源高频地震波场的准确、高效的模拟方法,并实现基于高性能计算的软件系统;2、发展结合新型人工震源和天然震源的联合成像方法,并完成反演软件;3、发展基于高性能计算的人工震源信号检测和高精度波速变化测量方法,形成相应软件。
支持年限:3年。
拟支持项目数:1-2项。

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