第18届CCF全国高性能计算学术年会（CCF HPC China 2022）将于2022年11月17-20日（展览时间：11月17-19日，会议时间：11月18-20日）在济南·山东国际会展中心举办，届时将会由包括全球超算领域首位图灵奖获得者Jack J. Dongarra在内的7位中、外院士领衔，更有多位戈登·贝尔奖得主，CCF、IEEE、ACM、IETI等众多国际协会Fellow倾情参与。本次会议除邀请重量级特邀报告嘉宾报告外，同时亦会有超算领域众多优秀企业报告分享，“2022年度中国超算非常好的应用”入围提名的4个优质项目也将在会议期间分享他们的创新成果；超算技术展、学术论文、超算竞赛、主题论坛、企业论坛、颁奖盛典等70余场特色活动同场举办，300余位重磅嘉宾报告分享，连续4天的年度超算盛会，学术与技术交流、产业与行业碰撞，尽现超算智慧“星光。

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  特邀报告人：钱德沛  中国科学院院士、北京航空航天大学计算机学院 教授、博士生导师，中国计算机学会会士

  报告摘要：简要回顾了几十年来计算机使用方式的变迁，介绍了构建基于网络计算技术的国家高性能计算基础设施CNGrid的实践。讨论了在东数西算战略工程背景下我国算力发展的新趋势和国家算力基础设施发展面临的新的技术挑战。对我国计算基础设施建设的逐步发展提出了展望。

  报告人简介：钱德沛，男，北京航空航天大学教授、博士生导师，中国科学院院士、中国计算机学会会士。自1996年起担任国家科技计划专家，曾任高性能计算方向四个国家重点项目、重点专项的总体组组长。长期从事计算机系统结构和高性能计算系统方向研究，曾主持或参与国家自然科学基金项目、863计划课题、973子项目和其他科技项目数十项，发表学术论文400余篇。目前主要研究方向为高性能计算机体系结构、网络计算、多核/众核编程支持等。

  特邀报告人：孙凝晖  中国工程院院士、中科院计算所学术所长，计算机体系结构国家重点实验室主任，研究员，博士生导师

  报告摘要：报告将讨论算力作为信息基础设施的若干思考，算力网的技术演进，计算所在第三代算力网上的几个技术创新工作，以及信息高铁——第三代算力网试验场的实践情况。

  报告人简介：孙凝晖，男，1968年3月出生，1989年毕业于北京大学，1999年于中国科学院计算技术研究所获博士学位，现为中科院计算所学术所长，计算机体系结构国家重点实验室主任，研究员，博士生导师，基金委杰青，先后参加了曙光一号并行计算机，曙光1000大规模并行机，领导了曙光2000-I、曙光2000-II高性能计算机、曙光3000超级服务器、曙光4000超级服务器、曙光5000A高效能计算机、曙光6000高性能计算机、新型高通量计算机和专用智能计算机的研制，1999年获中国科学院青年科学家奖一等奖，2001、2003、2006、2013年四次荣获国家科学技术进步二等奖，2005年获中国科学院杰出科技成就奖，2006年获得“中国青年科技奖”和“中国十大杰出青年”荣誉称号，2019年当选中国工程院院士。主要研究领域是高性能计算机、计算机系统结构。

  特邀报告人：Krishnaswamy Nandakumar加拿大工程院院士、美国路易斯安那州立大学 化学工程系首席教授

  报告人简介：K. Nandakumar院士是国际著名热能工程、化学工程专家，2007年入选加拿大工程院院士，现任美国路易斯安那州立大学化学工程系首席教授。Kumar院士致力于多相流领域的非线性计算理论及各传递过程的模型、计算及应用研究长达40余年，技术专长是涉及能源、化工等工业过程中多相、多尺度、多物理场耦合计算过程的模型研究、数值计算及工程应用。在《Journal of Fluid Mechanics》《International Journal of Heat and Mass Transfer》等国际权威学术期刊上发表SCI论文200余篇（总被引近4000次，H因子= 40），出版专著8部；承担了加拿大、美国等国家自然科学基金及企业技术服务项目约50项；担任过包括美国国家科学基金会等多个国家的重要基金项目评审组成员；获得洪堡学者、加拿大化工学会突出贡献奖、化工学会终生成就奖等10余项国际荣誉。

  特邀报告人：汪林望  中国科学院半导体研究所、北京龙讯旷腾科技有限公司首席科学家，大尺度材料计算世界级领军人物、美国物理学会会士、戈登贝尔奖首位华人获奖者

  报告摘要：材料模拟是高性能计算 (HPC) 的主要应用类别之一。在世界各地的超级计算机中心，30-40% 的计算资源用于材料模拟，其中 25% 用于基于量子力学的第一性原理模拟。第一性原理模拟对消耗算力有着非常大的需求。这可以从戈登贝儿奖获奖项目中看出，其中第一性原理计算占据了很大一部分。随着 HPC 性能的大幅度的提高，工业领域计算面临将原本基于连续介子的有限元模拟 (CAD) 改为基于量子力学的原子模拟 (Q-CAD)。这将引领行业变革，可以设计没有一点参数的新材料。HPC 功率的增加也带来了算法的变化，这包括从线性标度量子力学方法到用于大规模模拟的机器学习力场方法。借助机器学习力场，可以以第一性原理精度和经典力场速度研究许多问题，从而可使用以前不可能的办法来进行第一性原理计算。要充分的利用现代 HPC 集群，或许还需要仔细考虑新一代的材料模拟软件架构。

  报告人简介：中国科学院半导体研究所、北京龙讯旷腾科技有限公司首席科学家，大尺度材料计算世界级领军人物、美国物理学会会士、戈登贝尔奖首位华人获奖者、美国劳伦斯伯克利国家实验室(15 Nobel prizes) 资深研究员（1999-2021 ）。2007至2018连续获INCITE项目奖项，发展了多套计算程序（如普遍的使用的PEtot、Escan、LCBB、LS3DF）等，是大尺度、多体系材料计算的世界级领军人物。已发表SCI论文400余篇（包括9篇Science和Nature）、论文被引用32000余次、h-index 87，在计算方式和跨尺度材料计算领域软件研发上拥有超30年的研发经验。

  特邀报告人：彭绍亮  国家超级计算长沙中心副主任、长江学者，湖南省杰出青年基金，湖南大学岳麓学者教授/博导

  报告摘要：2021年被称为元宇宙元年，疫情加速了社会的虚拟化，人类从物理世界开始大规模向虚拟世界迁移。元宇宙是一个平行于现实世界，又独立于现实世界的虚拟映射空间，虚拟世界的人工智能内容生成、图形实时交互显示等离不开强算力的支持。超算、云计算和边缘计算等技术为元宇宙提供了算力基础。超强的算力和通信等能力能支持无边无际的数字环境和海量用户，为基于强化学习的人工智能提供了建模反馈和指导。元宇宙时代“线上+线下”的工作生活方式还会带来新的医疗健康问题，包括精神和神经疾病、慢性病、心理健康、睡眠障碍、老龄化等。数字疗法和电子药近期也在呈快速增加趋势，患者从医生开具处方获得的可能是某款手机APP、软硬件结合的游戏产品。数字疗法使得互联网和科学技术的巨大潜能在医疗行业中完全释放，而2020年疫情的全方面爆发，这个特殊的时刻成为了加速了“数字疗法”脚步的契机。一旦健康遭遇风险，医疗可以像打开微信一样，随时在线。我们研发的“数字疗法”软件和电子药就有一套从防控到治疗的系列解决方案，目前系统已经在湘雅、湖南省人民医院等多家三甲医院测试应用。下一步，基于每个个体全生命周期的健康医疗多组学大数据，能够在一定程度上帮助我们预防、治疗并管理疾病，打破时空界限，构建元宇宙中永恒的健康数字孪生，彻底改变我们求医和健康生活方式。

  报告人简介：彭绍亮，长江学者，湖南省”杰出青年”基金，国家超级计算长沙中心副主任，湖南大学岳麓学者教授/博导。长期从事大数据、生物信息、人工智能、区块链等技术探讨研究。出版学术专著7部，发表学术论文上百篇，论文引用7000余次。主持参与天河系列超级计算机应用软件研发工作，国家科技部、自然科学基金委重点项目，973/863项目等13项。获2019年国家科学技术进步二等奖，2019年湖南省技术发明一等奖（排名1），2013年军队科学技术进步一等奖1项，2021年CCF技术发明二等奖（排名1），2018年CCF自然科学二等奖（排名1），2016年荣立三等功。是科技委生物交叉立项专家组成员、国家科技部/工信部/教育部会评专家、中国计算机学会理事、CCF计算机应用和生物信息专委副主任和YOCSEF总部AC委员、CCF高性能计算专委常委、大数据专委常委、区块链专委委员，CCF杰出会员和杰出讲者、湖南省生物信息学会理事长（发起人），担任2个SCI期刊执行主编和多个国际国内期刊副主编等。

  特邀报告人：许锦波  AI蛋白质折叠技术奠基人、分子之心创始人兼首席科学家、美国芝加哥丰田计算技术研究所终身教授、北京大学BIOPIC访问教授、清华大学智能产业研究院（AIR）的卓越访问教授

  报告摘要：蛋白质是生命科学的基础，对蛋白结构的理解和设计能够在一定程度上帮助人们进一步探索包括癌症、遗传病等诸多顽疾的发病机理，找到治疗更精准的路径，并能极大提升创新药、新材料、酶等蛋白质产物的研发效率，减少相关成本。2016年，许锦波教授研发 RaptorX-Contact 方法，首次证明了深度学习可以大幅度提高蛋白质结构预测的精度。这种方法被谷歌旗下 DeepMind 应用在了 AlphaFold 算法的开发中，推动蛋白质结构预测取得了革命性突破。完成 AI 在蛋白质结构预测方面的价值验证后，许锦波教授开始将视野转向应用空间更大的 AI 蛋白质优化设计方向，推出AI 驱动的蛋白质设计新引擎MoleculeOS，并迅速基于MoleculeOS 开发出十余项世界领先的 AI 算法。

  报告人简介：许锦波被业界誉为“AI蛋白质折叠技术奠基人”，现任分子之心创始人兼首席科学家，并担任美国芝加哥丰田计算技术研究所终身教授、北京大学BIOPIC访问教授、清华大学智能产业研究院（AIR）的卓越访问教授，优异实验室AI生命科学方向首席科学家，诺贝尔奖基金会全球 50 人唯一中国大陆代表。他于2016年研发的RaptorX-Contact方法，全球范围内首次证明了深度学习可以大幅度提升蛋白质结构预测，被DeepMind借鉴用于开发AlphaFold系列算法。

  特邀报告人：袁小艳  中国农业大学水利与土木工程学院农业建筑环境与能源工程系 副教授、硕士生导师

  报告摘要：全球及我国数据中心耗电情况及发展的新趋势；机房空调及冷热联供技术简介；东数西算超算中心与设施农业（温室）冷热联供如何双赢；设施农业冬季需要的能源品质及配置；超算中心余热回收给粮食干燥能够更好的降低夏秋总能耗；一些延伸问题及总量分析。

  报告人简介：袁小艳,女,1968年6月出生,任职中国农业大学水利与土木工程学院农业建筑环境与能源工程系;副教授，硕士生导师。参加或主持多项国基、科技部、农业部及横向课题，包括国基“大型计算机电子设备蒸发冷却研究”；北京市自然基金“汽车空调散热器轻型化研究”；科技部“95重点攻关”“规模化畜禽舍环境调控技术”子课题“畜禽舍冬季热能回收”；农业部“948”201072子课题“无土栽培循环营养液热处理灭菌循环系统研制”；农业部948项目“密闭式植物工厂化生产环境控制技术”等，发表论文23篇，专利9项。主要研究方向：设施节能与新能源开发利用。

  报告摘要：过去的三十年，大型复杂金属体系的电子结构第一性原理计算只能达到数万个原子。我们的工作针对大尺度分子固体材料的第一性原理计算模拟，在新一代神威系统上设计并实现了不连续伽辽金密度泛函理论(DGDFT)并行计算软件swDGDFT；提出了新的低标度算法来加速基态DFT和杂化泛函计算过程，通过开发神威平台上的高效的极点展开和选择反演(PEXSI)稀疏直接求解器优化技术，充分的利用了神威众核芯片上的从核浮点性能。swDGDFT允许我们在新一代“神威”超级计算机上使用3590万核，计算具有250万个原子(1720万个电子)的复杂金属异质结构的电子结构。特别是，PEXSI的峰值性能能够达到64 PFLOPS(约5%的理论峰值)，这在稀疏问题直接求解中是前所未有的。这一成果使大尺度分子固体材料的量子力学模拟进入到介观尺度，为设计下一代的能源材料和电子器件铺平了道路。

  报告人简介：现任ACM SIGHPC China 副主任、中国计算机学会高性能计算专委会和体系结构专委员常务委员。长期从事高性能计算芯片和系统结构，并行程序设计环境与工具，高性能计算方面的研究工作。以第一作者或通信作者在国内外重要的计算机系统结构和高性能计算相关学术会议和期刊上发表学术论文150余篇，获得专利授权和软件登记20余项，出版教材1部，译著1部。曾参与研制我国第一颗通用微处理器芯片龙芯1号，获得首届中国科学院杰出科技成就奖。2018年始在中国科大组建并领导了“高性能计算交叉前沿协同创新团队”，在神威超算系统上开展联合攻关，解决了一系列国产科学与工程计算软件设计和优化面临的重大挑战和技术难题，产生了多项具有国际影响力的重大应用成果。“神威太湖之光超级计算机首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟”作为我国近年来在“战略高技术领域取得的新跨越”的10项代表性成果之一；两项成果分别获得2021年度和2022年度戈登贝尔奖提名、2021年度首届中国超算年度非常好的应用奖。她创建了中国科大超算鸿雁队，曾获得40余项国内外大学生超算竞赛奖；培养的博士生入选了华为 “天才少年”（首批8位）。曾获得国家科学技术进步二等奖、中国科学院科技进步二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、国家教学成果二等奖、中国科学院教育教学成果一等奖、教育部全国计算机专业优秀教师、教育部“基础学科拔尖计划”优秀教师等二十余个奖项和荣誉。

  报告摘要：地表覆盖制图是监测和理解地表变化的关键任务，为全球变化研究、地球系统模拟、ECO保护和修复、碳达峰碳中和监测等诸多领域提供了关键的基础数据。现有的地表覆盖制图方法大多采用监督分类器，在国家或者全球尺度的场景中，受限于分类标签的缺乏。本工作基于新一代神威超级计算机，提出了一种高可扩展的弱监督分类方法，无需额外的人工标注，就可以完成大尺度的地表覆盖任务。该方法由两个主要的模块组成，一个是卷积型k均值聚类模块，可考虑纹理、光谱以及时域特征；另外一个则是噪声学习的迭代模块。在对中国进行制图的具体任务中，我们设计和优化的卷积型k均值聚类模块，可高效扩展至98304个神威节点（3800多万核），取得437.56 Pflops的持续计算性能。噪声学习迭代模块可扩展至24576个神威节点，取得11 Pflops的持续计算性能。该方法可在一小时左右完成对中国全域的地表覆盖制图，并获得10分类83.5%的分类精度和25分类72.6%的分类精度，相比此前的公开产品有5~7%的精度提升。

  报告人简介：付昊桓，清华大学地球系统科学系长聘教授，国家超级计算无锡中心副主任。多年来致力于高性能计算与地学的交叉研究，发表高性能及地学领域论文百余篇。相关成果获选FPL国际会议25年来所发表的1765篇文章中最有一定的影响力的27篇文章之一，2016年、2017年及2021年“戈登·贝尔”奖。

  报告摘要：地震、火山、海洋和大气是影响地球环境系统且相互关联的重要的因素。受研究领域的分工影响，目前针对地震、火山、海洋和大气的预测和模拟系统是相对独立的，如海洋和大气运动一般是基于流体力学的模拟方法；而地震和火山模拟涉及岩石和板块的运动和断裂，一般都会采用基于固体力学的模拟方法。受限于数值方法和计算能力，尚未建立全耦合的模拟系统。针对此类紧密关联的地震、火山、海洋和大气活动，全关联的耦合模拟系统有助于人类提前采取一定的措施，降低自然灾害对地球环境和生态的影响程度。本应用将基于光滑粒子方法的多介质、多相界面运动及混合动力学模拟软件与基于欧拉有限体积方法的大气物理和化学模拟软件结合，利用新神威超算算力，针对印度洋和汤加海底火山喷发多相界面耦合复杂动力学过程，以及喷发的烟尘及温室气体、海啸等对全球天气和气候及局部海洋区域的影响展开多尺度多学科综合模拟。其中多介质、多相界面运动及混合动力学模拟软件aSPH设计了全新的数据结构和并行算法，基于大共享模式的众核并行策略，形成了分布式IO，强负载不均衡，聚合重叠通信等系列关键技术，使用3900万核实现了2千亿粒子规模的动力学模拟，并行效率达到80%，大气物理和化学模拟软件iAMAS采用三级并行化方案加速仿线模拟日/小时，实现峰值I/O带宽1248GB/s，解决了严重的I/O瓶颈。模拟捕捉到了从冲击波、地震、海啸、蘑菇云到后续6-7天的动力学全过程，初步获得海洋、大气、火山和地震全耦合的影响效应，对于深化相关规律认知，建立我国在海洋科学领域里的先发优势具有重大的学术探索意义。

  报告人简介：黄生洪，1974年生，中国科学技术大学近代力学系副教授，博士生导师。主要是做工程力学中的基础理论及面向工程的应用技术探讨研究，包括强冲击、高热流、强磁场等极端条件下材料相变、损伤及疲劳等多场耦合力学实验与数值模拟、高超声速气动结构及多相反应流动数值模拟，工业空气动力学中大尺度结构绕流的高雷诺数湍流及流固耦合等，涉及的工程领域包括核工业、安全工程及航空航天工程等。先后主持国家基金，重大专项，军工/重大工程专项服务等多个研究项目。2010年获教育部科学技术进步一等奖，2013年或军内科学技术进步二等奖，在力学、物理及工程领域已发表SCI、EI论文60余篇。

  利用最新国产超级计算机来解决具有计算密集型特征的现实世界问题是目前面临的重要挑战之一。以能源危机为代表，高效催化材料在替代能源开发中发挥着关键作用。面对巨大的材料结构搜索空间和复杂的表面活性位点，本研究基于天河新一代超级计算机设计并实现了一个基于HPC+AI的高通量材料计算框架，能够在18,106个节点上实现百万催化材料的高通量筛选。对比国内外同类工作，可以在一天内完成其他研究者一年完成的候选催化材料筛选规模。本研究为促进替代能源的开发和高效可持续利用提供了新的高效方法。

  报告人简介：李肯立，1971年生，湖南省涟源市人，现任湖南大学校党委常委、副校长，教授、博士生导师。

  长期从事高性能计算与智能计算软件与应用的研究教学工作，先后承担了国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划、JWKJW重点项目等国家和省部级项目13项，获国家科学技术进步二等奖、中国专利金奖和省部级一等奖共5项，在国内外权威学术期刊和会议上发表论文260余篇。

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