盧宇彤：讓中國常立于世界“超算”巔峰

吉意

五代“銀河”，兩代“天河”，她憑借中國科學(xué)家的堅毅精神，帶領(lǐng)國內(nèi)的“超算”技術(shù)躋身世界一流;她六次雄踞榜首，兩度蟬聯(lián)亞軍，“天河二號”的累累碩果，離不開她和研究團隊的辛勤耕耘。她，就是盧宇彤，溫文爾雅的女科學(xué)家、“天河二號”的副總設(shè)計師、國家超級計算廣州中心主任。2022年3月，盧宇彤榮獲“全國三八紅旗手標(biāo)兵”稱號。

結(jié)緣首臺“超算”，

與國產(chǎn)“超算”共成長

從研制世界一流的超級計算機，到建設(shè)世界一流的超算中心，再到推動我國“超算”自主可控可持續(xù)發(fā)展，在“超算”的道路上，盧宇彤一路與時間賽跑。在國際“超算”領(lǐng)域，盧宇彤堪稱傳奇。這樣一位優(yōu)秀的女科學(xué)家，是如何開啟了與“超算”的故事呢？

“我的父母都是大學(xué)老師，家里的學(xué)習(xí)氛圍十分濃厚，我尤其喜歡看科幻書?！背錾跁阒业谋R宇彤笑著說。1983年，中國研制出第一臺億次級超級計算機“銀河一號”，成為第三個能獨立設(shè)計和研制超級計算機的國家，在業(yè)內(nèi)引起了非常大的轟動。這一年，正在上高一的盧宇彤，和同學(xué)們一起參觀了“銀河一號”?！澳菚r的‘銀河一號被稱為‘巨型計算機，體積足有一個小型會議室那么大，表面密密麻麻地布滿了電子管?！饼嫶蟮摹般y河一號”引發(fā)了盧宇彤極大的興趣。

“也算是無心插柳柳成蔭，一次參觀讓我自發(fā)地去深入了解超級計算機，明白了超級計算機對國家和區(qū)域安全、科學(xué)突破和經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略作用?！?此后她小小心田里播下了科研種子。高考報志愿時她毫不猶豫地報考了國防科技大學(xué)計算機學(xué)院。

真正讓她與“超算”結(jié)緣的是本科的畢業(yè)設(shè)計。當(dāng)時，盧宇彤的老師負(fù)責(zé)“銀河二號”編譯器的開發(fā)，她跟隨導(dǎo)師進行“銀河二號”相關(guān)系統(tǒng)的軟件測試與驗證。“不同于現(xiàn)在的計算機技術(shù)，那時所有程序都是字符界面，必須按順序輸入，稍有差錯就得從頭再來，所以必須打起十二分精神，耐心、謹(jǐn)慎地面對每一個步驟?！北R宇彤說：“正是靠著這種認(rèn)真、謹(jǐn)慎的態(tài)度，老一代‘銀河人獨立完成了所有的硬件和軟件設(shè)計，并一路傳承下去，才有了‘銀河七代系統(tǒng)、‘天河一代、二代的系統(tǒng)開發(fā)?！弊源耍瑥谋究频酱T士、博士，從“銀河”到“天河”，她陸續(xù)參與了五代“銀河”、兩代“天河”的研制，盧宇彤隨同“超算”國家隊共同成長。

除豐富的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度外，盧宇彤對工作的一絲不茍讓學(xué)生們敬佩有加。晚上11點之后，辦公室里依舊能夠看到她工作的身影。盧宇彤曾感慨：“這個世界比你牛的人還這么勤奮敬業(yè)，你還有什么理由不更加努力?！北R宇彤一直倡導(dǎo)自由開放的研究氛圍。在國防科大的時候，盧宇彤和她的團隊在討論問題時會爭論不休?！罢胬碓睫q越明?！彼龝r常鼓勵團隊中的年輕人要大膽提出自己的想法，“創(chuàng)造一個大家都能暢所欲言的氛圍，在這里沒有學(xué)術(shù)權(quán)威?！睂W(xué)生們向她請教做研究的方法，得到思維邏輯上的指導(dǎo)，而在具體問題上，盧宇彤則鼓勵學(xué)生親自去探索、實踐。

創(chuàng)新突破，

屹立于世界“超算”之林

“最初，只有美國、日本等國的巨頭企業(yè)才具備高速互聯(lián)研發(fā)能力，而中國則面臨著一系列的技術(shù)封鎖?！北R宇彤擔(dān)任“天河二號”超級計算機系統(tǒng)的副總設(shè)計師、主任設(shè)計師，面對著突圍的層層難題。

在整個“超算”系統(tǒng)中，盧宇彤主要負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中通信協(xié)議和并行環(huán)境的設(shè)計。高性能計算的每一個計算節(jié)點，都需通過高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)并行地聯(lián)結(jié)在一起，才能實現(xiàn)“超算”算速度。而要研制高帶寬、低延遲的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，軟件設(shè)計起著關(guān)鍵性的作用。“就是一塊硬骨頭，我也要啃下來！”盧宇彤暗暗發(fā)誓。

她提出了基于虛端口精簡通信協(xié)議的并行用戶級通信技術(shù)，實現(xiàn)了“天河”高速自主定制互連通信軟件系統(tǒng)性能達到國際同期最快商用互連系統(tǒng)的2倍。

不斷趕超世界先進水平、連續(xù)奪冠的背后，是盧宇彤對完美的追求與付出?！啊旌佣栂到y(tǒng)研發(fā)完成的時候，國外同行特別詫異，覺得中國不可能在如此短的時間內(nèi)完成。但我們一直比別人多花3倍的時間工作，沒有假期也沒有周末。我們最終選定的方案，往往是在幾十個方案中，經(jīng)過遴選、實驗、調(diào)試和驗證才選定的?！北R宇彤說。那段時間她把鋪蓋搬進了辦公室，吃住在那里近半年。

在盧宇彤與團隊艱苦攻關(guān)之下，2013年，“天河二號”超級計算機亮相，震撼世界。2014年11月，全球超級計算機500強排行榜公布，中國“天河二號”以比第二名“泰坦”快近1倍的速度獲得冠軍。從2013年6月到2016年5月，“天河二號”超級計算機連續(xù)六次奪得世界超級計算機500強的冠軍，打破了美日長期對世界“超算”頭把交椅的壟斷。盧宇彤，這位領(lǐng)跑中國“超算”女科學(xué)家讓全球刮目相看！此外，盧宇彤帶領(lǐng)團隊，搭建了面向不同領(lǐng)域的應(yīng)用平臺，由各領(lǐng)域的應(yīng)用專家和“超算”專家共同開發(fā)軟件，通過多學(xué)科交叉融合解決行業(yè)應(yīng)用問題。2014年，“超算”中心所支持的大規(guī)模地震模擬應(yīng)用成功入圍當(dāng)年的“戈登貝爾”獎，這是我國“超算”系統(tǒng)的應(yīng)用首次入圍這一國際高性能計算應(yīng)用最高獎項。

對于大眾而言，“超算”似乎離人們的日常生活很遠。傳統(tǒng)的超級計算機主要是服務(wù)于科學(xué)領(lǐng)域，而盧宇彤做的，則是讓“超算”更“接地氣”。2016年 2 月，盧宇彤受聘擔(dān)任廣州“超算”中心主任，她的創(chuàng)新意識讓“超算”中心面貌煥然一新，從此進入高效的運作模式。兩年內(nèi)，盧宇彤帶領(lǐng)“超算”中心積極推動交叉研究，大力拓展“超算”應(yīng)用。2017 年 11 月，“超算”中心服務(wù)用戶數(shù)已經(jīng)超過 2500 家，支撐了 800 多項國家級課題的研發(fā)工作，涉及大氣海洋環(huán)境、天文地球物理、工業(yè)設(shè)備制造、新材料新能源、生物醫(yī)藥健康、智慧城市等許多領(lǐng)域。

隨著在研究領(lǐng)域的不斷突破，盧宇彤作為中國高性能計算領(lǐng)域的科學(xué)家，也前所未有地深入?yún)⑴c到國際專業(yè)組織的事務(wù)中。她成為國際超級計算大會（ISC）8名會士（Fellow）之一。國際超級計算大會是“超算”領(lǐng)域最權(quán)威、規(guī)模最大的2個國際頂級會議之一，也是全球歷史最悠久的產(chǎn)業(yè)大會。2018年6月，盧宇彤正式當(dāng)選HPC 2019大會程序主席，這一職位首次由中國科學(xué)家擔(dān)任，也是世界上首次由女性科學(xué)家擔(dān)任。消息傳來，國內(nèi)業(yè)界一片沸騰！

面對一個個殊榮，盧宇彤用“幸運”來形容自己職業(yè)生涯的發(fā)展。她說：“能夠代表中國科學(xué)家在國際超級計算大會取得一席之地，是在中國‘超算快速發(fā)展的背景下，國際學(xué)術(shù)界對個人專業(yè)學(xué)術(shù)水平的認(rèn)可。中國‘超算事業(yè)經(jīng)過幾十年積累，終于可以在國際學(xué)術(shù)圈發(fā)出自己的聲音，是一件很讓人振奮的事?！?/p>

2019年，“天河二號”的應(yīng)用已全面覆蓋粵港澳大灣區(qū)，輻射全國幾乎所有省市區(qū)域，并且影響世界。作為國家重大科研基礎(chǔ)設(shè)施，超級計算機是真正意義上的“大國重器”。隨著根基逐漸打牢，我國“超算”事業(yè)“上接天氣、下接地氣”，超級計算機可以“算天”“算地”“算人”。

女科學(xué)家白大褂下的生活

作為一名女科學(xué)家，盧宇彤的臉上總是帶著一種恬靜的微笑。她被“并行計算”的魅力深深吸引，“在計算機并行程序的一系列復(fù)雜性和不確定性下，每當(dāng)我寫的代碼被驗證、能發(fā)揮作用的時候，我的感覺特別好。”盧宇彤對自己的要求很高，每件事都要做到最好，也不愿墨守成規(guī)，對于各種變化和挑戰(zhàn)都能較快地適應(yīng)，并且在變化中找準(zhǔn)自己的位置。

除了工作，平時，盧宇彤喜歡旅游。雖然時間有限，但每年她都盡量擠出時間去旅游。到國外開會時，即使緊張忙碌，她也會抓緊時間去一些想去的地方看一看?！白x萬卷書，行萬里路?！痹诼眯兄校蕾p美景、愉悅身心的同時，盧宇彤更喜歡去了解不同的風(fēng)土人情、歷史文化知識?！奥糜问且环N休閑方式，也是一種提升自己的方式?！北R宇彤說。

一路走來，盧宇彤被鮮花和榮耀所包圍，她獲得國家科技進步特等獎1項，一等獎1項;軍隊科技進步一等獎4項，二等獎6項;發(fā)表論文72篇，授權(quán)專利18項。入選國家教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”支持計劃，被評為全軍巾幗建功先進個人，榮立二等功2次。她還是中國計算機學(xué)會女工委主任、高專委常委、CCF理事，以及全球唯一一位獲得超算領(lǐng)域最高榮譽——國際超級計算大會會士的女科學(xué)家。她也是中國大陸首個國際超級計算大會ISC的主題報告者。2022年3月7日，盧宇彤獲評“全國三八紅旗手標(biāo)兵”，面對領(lǐng)導(dǎo)與同事們的祝賀，她微笑著說：“這更加激勵我向上攀登，我要為祖國的強大繼續(xù)貢獻自己的力量！”

（張甫卿摘自《伴侶》2022年第5期）