李根国：玩转超级计算机

    “我们虽然已经造出了运算速度很快的计算机，但实际水平跟美、欧、日本还有很大差距。我们国家重硬轻软很普遍。软件投入不够。在应用方面，我们国家的科学家是用几万个CPU来解决一个问题，一台大机器有几百个用户。而美国可以用百万个CPU并行，一个大机器就做一个题目，这个题目可以大得让人难以想象，包括模拟全球天气演化。”李根国博士熟知的一切，对于普通人来说，显得有些“不明觉厉”。

    作为上海超级计算中心副主任，李根国每天和一个每秒能计算上亿次的机器脑袋打交道。

    用超级计算解决实际问题

    2000年10月，《解放日报》上发表了一篇关于上海要筹建超算中心的报道。李根国博士通过114查询到超算中心的电话，毛遂自荐。如今，已是上海超级计算中心副主任的李根国正在筹建上海市大数据中心。在上海工作多年并没有改变他的兰州口音。“排名就像放烟花，宣传也很重要，但造出机器来不是为了让他们空转，要和软件开发结合起来。”李根国介绍说，排名并非上海超级计算机中心追求的主要目标，他和他的同事的目的除了提升性能以外，更侧重应用方向。

    中心的基本工作是为各行业的用户提供随需应变的高性能计算服务和技术支持。用户主要是科研院所、高等院校和大型工业企业，利用高性能计算开展气象、石油、汽车、航空、航天、船舶、地震、物理、化学、医药设计、基因研究、新材料研究等方面的研究和测试。

    李根国告诉记者，超级计算机是一个国家科技实力的综合体现。高性能计算是推进科技创新、经济发展、社会进步、国防安全的重要工具，在国家战略中占有特殊地位，已成为世界各国竞相争夺的战略制高点。“2009年之后，国家相继成立了8个计算中心，我们在国内应用方面做得是很好的。”李根国说。

    1987年，李根国进入兰州大学，从本科到研究生，计算数学专业一念就是7年。1997年，李根国来到了上海，在上海大学应用数学和力学研究所攻读博士，主要研究方向是计算力学，集扎实的数学、计算机和丰富的物理、工程知识于一身。这种计算科学与工程应用学科相交叉的知识背景为他今后投身于高性能计算行业创造了良好条件。

    李根国在接受记者采访时曾提到：力学研究实际的物理和工程问题，计算数学是工具和方法。当出现一个具体的工程问题时，他首先要做的就是将其转化成一个物理问题，然后提出假设转变成一个数学问题，通过数值计算求解，最后还要回到原来的工程问题，解释实际问题和原理。

    “我们的长项是计算方法，但要知道用户需要。了解用户需要，需要综合知识。”李根国说。

    他将自己视作一个求解者。

    建造一座数字隧道

    加入上海超级计算中心，李根国从最基础的看管机房的机器做起。中心拥有当时国内运算速度最快的国产超级计算机“神威”。

    “神威一号”高性能计算机是土生土长的中国孩子，1999年8月问世，峰值运行速度为每秒3840亿次，而“神威”所在的上海超级计算机中心，是国内第一个面向社会开放，实现资源共享的高性能计算公共服务平台。

    2004年，超算中心引进了当时名列全球第十的曙光4000A。上海超算中心与交通大学超算中心等合作，提出基于国产超级计算机的结构动力学并行算法，并开发出具有自主知识产权的计算软件，突破了少数发达国家对超算工程应用的垄断和限制。

    并行计算和工程应用正是李根国研究的重点。

    他的专业特长得到了发挥，开发和完善了一套解决大规模动力学响应问题的并行计算软件，应用于上海市政工程、大型工业产品设计开发等领域，包括“崇明越江隧道施工过程的全三维仿真”。

    崇明越江隧道洞体直径大、深度大、距离长，而长江口地质条件和工程环境复杂，施工之前显然不能仅凭借人工经验敲定方案，而是要进行过程模拟，优选施工方案，降低风险。如今，这种实验现已发展出一维、二维、三维的数据模型验证。这样大的工程模拟，牵涉海量数据，还得考虑材料特性、结构变形和各类作用力的并行关系，普通的计算机是无法胜任的。“曙光4000A”超级计算机以每秒10万亿次的运算速度紧张作业。运算量达到了10万个CPU／小时，这相当于一台家用电脑24小时不间断运行4167天，即11.4年。

    在超级计算机飞速运转的大脑里，这条跨时代的隧道逐渐成型。每一次的裂缝、漏水和险情，连同每一处精妙的处理、坚固的设计都被记录下来，在湍急变化的水流中，在每一场春雨冬雪里。奇妙的是，大脑之外的世界里，这个隧道还未诞生，时间也只缓慢地行走了两个月而已。