2021 CCF 全國高性能計算學術(shù)年會(CCF HPC China 2021)10月21-23日在珠海橫琴隆重舉行。本次大會以“智算賦能，共贏未來”為主題，旨在前瞻全球超算技術(shù)發(fā)展趨勢，匯聚創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，展示前沿學術(shù)結(jié)果，促進超算產(chǎn)學研數(shù)字化升級轉(zhuǎn)型，打造全球化、開放化、學術(shù)化交流平臺。

　　CCF HPC China 2021由中國計算機學會主辦，中國計算機協(xié)會高性能計算專業(yè)委員會、珠海橫琴新區(qū)管理委員會、珠海市科技創(chuàng)新局、澳門大學、澳門科技大學共同承辦，北京并行科技股份有限公司、暨南大學、廣東琴智科技研究院有限公司、珠海大橫琴有限公司協(xié)辦。

　　在本次學術(shù)年會的第八屆“國產(chǎn)應(yīng)用軟件”專題論壇上，國產(chǎn)應(yīng)用軟件重要開發(fā)單位齊聚一堂，共同探討國產(chǎn)應(yīng)用軟件的現(xiàn)狀和發(fā)展瓶頸，需要得到什么樣的支持、如何進行市場推廣、未來發(fā)展趨勢等問題，以期中國國產(chǎn)應(yīng)用軟件能夠在多方支持下持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，在國際主流市場占有一席之地。

　　論壇上，鴻之微科技(上海)股份有限公司能源材料事業(yè)部總經(jīng)理李劍、西安電子科技大學副研究員、碩士生導師左勝、中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心陳逸東博士、吉林大學物理學院教授王彥超、深圳十灃科技有限公司市場總監(jiān)周文韜，東華理工大學李長圣博士，以及上海眼控科技股份有限公司科技研究院院長閆正，依次分享了主題演講。

　　鴻之微科技(上海)股份有限公司能源材料事業(yè)部總經(jīng)理李劍作了題為《面向工業(yè)場景與前沿科技的國產(chǎn)多尺度材料模擬技術(shù)挑戰(zhàn)與進展》的主題演講。李劍在演講中提到，變革材料研發(fā)方式，縮短材料從發(fā)現(xiàn)到進入市場的時間，一直以來是所有材料人的夙愿。如何實現(xiàn)面向工業(yè)場景需求的材料模擬軟件技術(shù)，一直是產(chǎn)業(yè)界極為關(guān)注的問題;而實現(xiàn)面向前沿科技的材料模擬軟件也一直吸引了廣大科研人員的目光。恰逢國內(nèi)工業(yè)軟件發(fā)展的窗口期，推動國產(chǎn)自主核心知識產(chǎn)權(quán)可控的工業(yè)軟件，并應(yīng)用于材料科學與工程領(lǐng)域，為用戶創(chuàng)造價值，是所有產(chǎn)學研各界共同的良好愿望。李劍還在報告中介紹了采取升維視角回顧多尺度材料模擬軟件行業(yè)發(fā)展趨勢，多尺度材料模擬軟件技術(shù)進展與挑戰(zhàn)，鴻之微多尺度仿真技術(shù)進展與案例分享，云平臺助力多尺度材料仿真技術(shù)與科研生態(tài)建設(shè)等。

　　西安電子科技大學副研究員、碩士生導師左勝線上分享了《國產(chǎn)高性能電磁計算軟件LASPCEM》主題報告。在報告中，他講到，電磁仿真軟件在我國基本處于“人有我無”的瓶頸狀態(tài)。但是在國家科技重大專項的支持下，我們正致力于突破這一卡脖子的關(guān)鍵技術(shù)，以形成我國核心技術(shù)自主可控的電磁仿真軟件。目前，我們在電磁工業(yè)軟件研制中已經(jīng)取得了整體進展，并攻克了部分核心關(guān)鍵技術(shù)。電磁工業(yè)軟件在大型雷達天線仿真設(shè)計、導彈瞄準線分析等復雜工程中已經(jīng)實現(xiàn)了重要應(yīng)用。

　　中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心陳逸東博士在論壇上介紹了高性能投資組合計算平臺——CNICPortfolio。他首先介紹國產(chǎn)投資組合計算軟件現(xiàn)狀與發(fā)展瓶頸：在高度不確定的金融市場環(huán)境下，社會保障基金、企業(yè)年金、養(yǎng)老金、主權(quán)財富基金和外匯儲備等參與資本市場投資都需要科學的投資管理決策和實時風險控制支持。隨著金融科技戰(zhàn)略業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，用戶對金融應(yīng)用軟件的平臺化、個性化、智能化與高效率的要求越來越高。結(jié)合研究團隊多年學術(shù)研究與經(jīng)驗，陳逸東討論了相關(guān)金融模型的進展，及其分析與計算的理論和思想;探討了投資組合優(yōu)化模型、高性能計算以及人工智能技術(shù)在助力金融行業(yè)轉(zhuǎn)型、削弱信息不對稱，并有效控制風險以及降低金融機構(gòu)創(chuàng)新成本方面的重要性。隨后，陳逸東還基于金融領(lǐng)域典型問題，介紹了國產(chǎn)高性能投資組合計算平臺CNICPortfolio的平臺能力與解決方案。

　　吉林大學物理學院教授王彥超分享了《基于無軌道密度泛函理論的ATLAS計算方法與軟件》主題報告。他講到，無軌道密度泛函理論(OF-DFT)是以量子力學為基礎(chǔ)，僅根據(jù)電子密度就可以精確求解多電子體系基態(tài)性質(zhì)的理論。同傳統(tǒng)基于軌道的Kohn-Sham密度泛函理論(KS-DFT)相比，由于不需要軌道(波函數(shù))信息，其計算量隨模擬體系的大小呈線性變化。因此OF-DFT可以突破傳統(tǒng)KS-DFT模擬尺度的極限(約千原子量級)，成為適合于開展包含百萬以上原子的大尺度材料模擬的第一性原理計算方法。利用實空間有限差分方法，結(jié)合自主發(fā)展的動能泛函和定域贗勢，發(fā)展出適合于大尺度材料計算的第一性原理ATLAS方法。并在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)同名計算軟件，受中國版權(quán)局的計算機軟件著作權(quán)保護(登記號：2016SR027209)。ATLAS方法和軟件的計算效率、精度和穩(wěn)定性已經(jīng)通過Mg、Al和Mg-Al合金體系進行了測試和驗證。ATLAS單核可開展萬原子量級材料的第一性原理計算，通過多核并行可實現(xiàn)百萬原子量級的第一性原理模擬。

　　深圳十灃科技有限公司市場總監(jiān)周文韜分享了《工業(yè)軟件研發(fā)和市場 – 國際經(jīng)驗和國產(chǎn)化借鑒》主題演講。他介紹到，國際領(lǐng)先的工業(yè)軟件的研發(fā)和市場化都經(jīng)歷了漫長的成長和成熟期。由此發(fā)展積累的經(jīng)驗很值得我們國產(chǎn)工業(yè)軟件從業(yè)者借鑒。周文韜從自身經(jīng)驗出發(fā)，首先介紹了國外工業(yè)軟件的研發(fā)管理流程和市場化運作機制，為同行們提供了參考。隨后還介紹了深圳十灃科技有限公司國產(chǎn)CAE軟件的研發(fā)成果，以及在風電、電子、船舶等行業(yè)的市場化應(yīng)用現(xiàn)狀。

　　東華理工大學李長圣博士進行了《用于構(gòu)造變形研究的離散元數(shù)值模擬軟件ZDEM：理論、軟件與應(yīng)用》主題分享。隨著我國油氣地質(zhì)理論認識和勘探實踐的逐步發(fā)展，油氣勘探已經(jīng)向盆地縱深轉(zhuǎn)移，如何開展含油氣盆地深部構(gòu)造研究已是盆地構(gòu)造研究的前沿問題。從離散元數(shù)值模擬的角度開展定量化研究，可以為深部構(gòu)造解析提供定量化的實驗依據(jù)。離散元數(shù)值模擬對計算環(huán)境的要求很高，開發(fā)一款適用于構(gòu)造變形研究的高性能離散元數(shù)值模擬軟件顯得尤為重要。隨后，他介紹了離散元原理以及基于OpenMP、CUDA的并行設(shè)計。他還分享了ZDEM在構(gòu)造模擬方面的應(yīng)用以及ZDEM的未來。

　　上海眼控科技股份有限公司閆正做了題為《GPU加速在天氣預報模式WRF中的實踐》報告。閆正指出，WRF模式是天氣預報中常用的數(shù)值模式，也是高性能計算領(lǐng)域TOP10的應(yīng)用之一。而 NVIDIA GPU作為TOP500前十超算的必備處理器，讓WRF高效運行在GPU上是提高WRF計算效率的最有效辦法。GPU的架構(gòu)與CPU有很大不同，必須依照GPU特性優(yōu)化WRF模塊才能獲得更高的加速比。利用CUDA和OpenACC將WRF模式中的一整套物理過程移植到NVIDIA GPU上運行，包括將最耗時的長短波輻射模式完全用CUDA/C++重寫，采用更符合GPU特性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法流程，使長短波模塊加速比接近100倍，同時誤差保持在1e-6以下，顯示出 GPU加速在提升WRF模式計算效率應(yīng)用中擁有巨大的潛力。

　　最后，此次論壇主席兼主持人北京并行科技股份有限公司總經(jīng)理陳健博士在論壇總結(jié)上表示：國產(chǎn)應(yīng)用軟件仍存在底層核心技術(shù)的不足，其涉及的不僅僅是軟件產(chǎn)品，背后還關(guān)系到復雜的專業(yè)領(lǐng)域知識、計算機技術(shù)、數(shù)學、物理，這是一系列底層生態(tài)的構(gòu)建，需要長期的巨大投入，生態(tài)打造依舊任重道遠。而在大環(huán)境方面，國內(nèi)的應(yīng)用軟件市場也開始成熟，更多的企業(yè)愿意為正版軟件付費，并且愿意使用國產(chǎn)軟件。再加上政策層面紅利不斷，我們可以看到，整體國產(chǎn)應(yīng)用軟件市場的成熟度正在快速提高。期待第九屆國產(chǎn)應(yīng)用軟件專題論壇與各位再次相見，共話國產(chǎn)應(yīng)用軟件的新發(fā)展。

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