傾力超算求創新 開創未來譜新篇

趙娜 邱玥

中國每一個科研人員，都是時代的建設者。他們心懷科學強國之夢，他們用行動來踐行報國之志。在科技強國的道路上，他們不懈的奮斗。中國科學院計算機網絡信息中心遲學斌研究員，就是這樣一個科研人。

作為我國國家高性能計算環境建設與發展帶頭人之一，他堅持夢想，砥礪前行，深耕科研三十載，勇擔使命踐初心。他深入研究國家高性能計算環境建設與應用，主持及承擔了多項國家重點科研項目，在高性能計算與軟件、網格計算技術、高性能計算機系統建設與運行等方面建樹豐碩。多年來，他從未停止在超算環境創新的腳步，為科技創新跑出“加速度”貢獻著自己的力量。

點亮心中夢想? 科研成果豐碩

1963年10月，遲學斌出生于吉林省梅河口市，他從求學期間就對計算數學有著濃厚的興趣。1983年，畢業于吉林工業大學數理系后，他懷著一腔熱血來到了中國科學院計算中心攻讀碩士，1986年師從馮康先生攻讀并行計算方向的博士。

1989年，遲學斌博士畢業，進入中國科學院計算中心擔任助理研究員、副研究員。其間，在美國MIMD Systems Inc.進行為期一年的合作研究，1993年回國。1995年轉入中國科學院軟件研究所，1997年晉升為研究員。2001年至今在中國科學院計算機網絡信息中心開展超級計算相關研究工作。

為了不負心中理想，遲學斌傾盡所學投入到科學研究工作中，他自“九五”規劃以來，就開始主持及參加了多項國家重點研發計劃項目、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）、國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家科技平臺項目、自然科學基金委重點及面上項目以及中國科學院知識創新工程等多項重點科研項目。

據遲學斌介紹，相比傳統的超級計算集群使用模式，高性能計算環境具有應用資源更豐富、計算服務更穩定、作業調度更靈活等特點，對于個人及團隊科研用戶、專業領域社區和大科學裝置計算任務都有良好的支撐能力。

多年來，遲學斌帶領團隊致力于通過網格技術、云服務模式降低超算應用門檻的研究，目標旨在開發一套具有自主知識產權、支撐國家高性能計算環境運行和服務平臺的分布式系統軟件，為科學研究、資源環境、制造業和服務業等領域提供便捷使用方式和技術支持，從而為我國超級計算應用發展貢獻自己的力量。

迄今為止，遲學斌已在國內外重要學術刊物上發表論文100余篇，合作出版專著4部，獲教學科研成果獎共8項，其中國家級3項，省部級5項。

創新研發技術? 打造超算環境

高性能計算作為世界競爭的高科技熱點之一，對國家經濟和社會發展具有深遠影響，它為大規模交叉科學研究、工程應用提供強大的支撐平臺。“十三五”期間，國家高性能計算環境重點開展了服務化機制和支撐體系的研發工作，在資源聚合、網絡傳輸、核心服務、社區支持、安全運行、評價體系等方面做出了一系列工作，進行了全面提升，構建了具有基礎設施形態、服務化模式運行的高性能計算服務平臺。在此期間，遲學斌帶領團隊也進行了一系列科研創新，形成了環境的服務化運行機制與支撐科學計算的新形態。同時環境在技術和成果推廣方面也在不斷努力，擴大了環境在國內國際相關領域的影響力。

遲學斌和團隊將核心軟件升級為SCE2.0，建設了消息總線系統，通過實現消息同步和信息匯聚功能支持了環境的雙中心運行，提升了環境運行的可靠性，為未來計算能力升級后環境服務的可擴展性打下基礎。他們還研發了時間優先、負載優先、成本優先等多種作業調度策略，以適應不同的用戶需求和場景需求。

領域社區和業務平臺能夠為學科用戶提供更專業的應用方法和業務編排，為了有效提升環境對于社區平臺的支撐能力，遲學斌帶領團隊研發了多源用戶認證授權技術，使來自不同計算集群、環境和社區平臺的賬戶能夠互聯互通，并在此基礎上建設了聚合資源運行支撐環境，通過建立資源匹配、任務全局執行、業務流程編排管理等方法，實現社區平臺與網格環境的松耦合式對接，形成了資源供給與使用的新模式。

為了解決環境中各結點網絡運營商差異導致的數據傳輸性能瓶頸問題，遲學斌團隊采用網絡隧道技術，實現了數據的高速加密傳輸。基于該技術，環境建立了軟件定義廣域網絡，以網絡條件較好的結點為骨干，通過流量調度的方式實現了數據繞行式的高速轉發，有效提升了環境的數據傳輸性能和安全性。

遲學斌還帶領團隊進行了標準和評價體系的建立工作，據他介紹，超算資源評價標準是一套可量化集群計算服務水平的規范，通過運行指定的評測軟件得到相應評測結果，并設立環境資源準入機制以規范環境的整體資源結構。環境綜合評價體系通過對環境資源質量、服務能力、人員、成果水平和應用推廣情況等方面進行評估，最終形成環境發展指數，以客觀的衡量國家高性能計算環境的發展水平。

“十三五”以來，國家高性能計算環境助力物理、化學、生物醫學、天文學、環境科學、材料科學、工業設計等學科領域的研究工作，為我國科學技術發展做出了重大貢獻。

新征程新起點? 開啟嶄新篇章

近年來，為了擴大超算環境在國內國際相關領域的影響力，遲學斌帶領團隊與國家重點研發計劃高性能計算專項的各個項目團隊開展了充分交流合作，對專項總體目標實現起到了有效支撐：聚合了國產超級計算系統的資源，并且基于多源認證授權技術、可擴展接口技術和國家高性能計算環境運行支撐平臺，支撐了專項項目建設的社區平臺與環境的資源對接；同時，在環境中部署了專項項目自主研發的應用軟件，助力構建國產自主研發應用軟件生態。目前，他們通過松耦合式的社區平臺對接模式共計支撐了專項9個項目建設，典型社區平臺應用支持案例包括：

教育社區“超算習堂”：通過對接國家高性能計算環境訪問多元化資源池實現超級計算相關課程教學，完成近萬次并行程序評測，提供機時超過千萬核時/年，輔助培養了大量超算人才。

生物醫藥應用社區：藥物虛擬篩選采用“計算+數據”模式超快速篩選小分子庫數十億次，保障快速藥物研發；生物信息分析服務“一帶一路”十余個沿線國家，取得了較大國際影響力。

集成電路電子設計自動化平臺：通過與國家高性能計算環境的對接訪問資源，為未來規模化使用高性能計算資源解決超大規模EDA計算任務奠定了重要基礎。

遲學斌還帶領團隊收集了數臺超級計算系統的典型應用歷史作業數據，形成了“并行作業負載資料庫”，為研究高性能計算作業特征和調度方法提供了數據支持；同時，數據分析工具已被多個高性能計算集群的運行數據分析中，對發現系統的運行異常起到積極作用；用于環境網絡傳輸優化的隧道技術已在多所高校和研究院所的網絡業務構建中得到應用。

2020年新冠疫情期間，環境還支持了“基于國家高性能計算環境的生物醫藥應用服務社區”項目團隊快速響應抗新冠病毒藥物科研攻關，短時間內形成基于超大規模快速虛擬篩選框架的計算平臺，大大縮短了虛擬篩選時間。

目前，正值我國“十四五”規劃進行中，超算互聯網是國家高性能計算環境在“十四五”期間發展的重要主題，超算互聯網旨在建設面向未來的國家級異構算力體系，成為國家計算資源戰略儲備，形成高性能計算的研究、開發、應用、建設、服務、運行、教育基地，助力國家經濟和產業的發展。

遲學斌負責的“地球系統模式數值模擬系統”研究，由數值模式、資料庫和資料同化、專用超級計算機軟硬件組成。在他的帶領下，中國科學院計算機網絡信息中心開展了耦合集成軟件平臺開發、地球系統模式優化及應用技術攻關，持續收到國家高技術研究發展計劃（863計劃）、國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）、中國科學院項目和國家重大科技基礎設施建設項目支持。一切過往，皆為序章；所有未來，皆是可期。鮮花和掌聲屬于過去，不斷創新砥礪前行才能開創未來。遲學斌堅信“路雖遠，行則將至；事雖難，做則必成”，他將在建設國家高性能計算環境的道路上步履不息、前行不止。