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1 ― 国科发资〔2017〕294 号附件

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2018 ?? ?????? 为落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年) 》提出的任务,国家重点研发计划启动实施 高性能计算 重 点专项.

根据本重点专项实施方案的部署, 现发布

2018 年度项目 申报指南. 本重点专项总体目标是: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、 ―

2 ― 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. 本重点专项按照 E 级高性能计算机系统研制、高性能计算应 用软件研发、 高性能计算环境研发等

3 个创新链(技术方向) ,共 部署

20 个重点研究任务,专项实施周期为

5 年(2016-2020 年) .

2016 年,本重点专项在

3 个技术方向已启动

10 个研究任务 的19 个项目.2017 年,在3个技术方向已启动

5 个研究任务的

18 个项目.2018 年,在2个技术方向启动

5 个研究任务,拟支持 5-10 个项目,拟安排国拨经费总概算为

5000 万元.凡企业牵头 的项目须自筹配套经费,配套经费总额与国拨经费总额比例不低 于1:1. 项目申报统一按指南二级标题(如1.1)的研究方向进行.除 特殊说明外,拟支持的项目数均为 1-2 项.项目实施周期不超过

3 年.申报项目的研究内容须涵盖该二级标题下指南所列的全部 内容和考核指标.项目下设课题数原则上不超过

5 个,每个课题 参研单位原则上不超过

5 个.项目设

1 名项目负责人,项目中每 个课题设

1 名课题负责人. 指南中 拟支持项目数为 1-2 项 是指:在同一研究方向下, 当出现申报项目评审结果前两位评分相近、技术路线明显不同的 情况时,可同时支持这两个项目.两个项目将采取分两个阶段支 持的方式.第一阶段完成后将对两个项目执行情况进行评估,根―3―据评估结果确定后续支持方式. 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(基础前沿类) 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. 1.2 高性能计算虚拟数据空间(基础前沿类) 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 ―

4 ― 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%. 1.3 国家高性能计算环境服务化机制与支撑体系研究 (二期) (重大共性关键技术类) 研究内容:研究国家高性能计算环境计算服务化的新机制和 支撑技术体系,支持环境服务化模式运行,构建具有基础设施形 态、服务化模式运行的国家高性能计算环境.研究内容包括: (1)支持应用社区和业务平台的环境应用模式与平台.研 究国家高性能计算环境与环境所支撑的应用社区和业务平台之间 的资源供给和使用模式,实现相关的机制及技术手段,支持社区 与平台的稳定高效运行和推广应用. ―

5 ― (2)基于应用的全局资源优化调度.结合传统的基于计算 规模和运行时间的作业调度方法,形成基于应用特性的实用的全 局资源优化调度方法. (3)提升国家高性能计算环境安全保障.重点针对用户应 用的数据安全, 解决应用数据在环境中的传输、 存储与访问安全. (4)环境数据传输性能提升.提高环境结点间数据传输的 性能和可靠性,改善环境的服务质量和用户体验. 考核指标:为国家高性能计算环境提供服务化运营的管理支 撑平台,形成能长期稳定可靠运行的基础设施;

完成环境的资源 升级,节点数达

17 个以上,聚合的计算资源 500PFlops 以上,存 储资源 500PB 以上,部署应用软件和工具软件

500 个以上,以研 究团队为单位的用户数达到

5000 以上. 1.4 高性能计算教育实践平台(重大共性关键技术与应用示 范类) 研究内容:面向大学生和研究生教育,研发高性能计算教育 实践平台支撑软件和教育实践内容软件,建立高性能计算实践服 务平台,为大学生和研究生教育提供高性能计算实践的环境和免 费机时,培养和提高在校学生的计算技能,促进跨学科高水平人 才的培养,为高性能计算应用的普及与提高奠定人才基础. 考核指标:研发能覆盖海洋、环境、材料、气象、天文、生 命科学等领域多个学科方向的高性能计算教育内容软件和实践服 ―

6 ― 务平台, 提供

50 个以上高性能计算教育与实验的应用软件, 并确 保软件的可用率. 服务于

2000 个以上大学生或研究生用户, 每年 提供

2000 万CPU 核小时免费机时. 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(重大共性 关键技术与应用示范类) 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,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数值模拟软件系统;

2、 发展结合新型人工震源和天然震源的联合成像方法,完成深层地 下结构反演软件,可以实现地壳和上地幔顶部的高精度成像;

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 的方法, 完成人工地震数据采集和处理软件, 可以在 500-1000km 范围内检测出人工震源信号,波速变化测量精度优于 10-3 . 软件的并行规模达到

20 万核以上,并在应用部门的业务系 统中得到实际应用. ........