關注與投入不夠，并行計算應用短板如何補

中科院計算機網絡信息中心主任廖方宇、副主任遲學斌為獲獎隊伍“榴蓮牛奶”頒獎。中科曙光供圖

“我國有上千所大學開設了計算機專業，但是參加這次競賽的團隊大都來自重點大學。我希望每個有計算機專業的大學，多開展并行計算的課程教育，普及并行計算的基礎知識；希望更多的研究生從事并行計算的科研和技術攻關。”

在中科院“先導杯”并行計算應用大獎賽（以下簡稱“先導杯”大獎賽）頒獎典禮上，中國工程院院士李國杰作為大賽專家咨詢委員會主席，提出了兩點希望。在他看來，我國在高性能計算應用和軟件方面與國際先進水平存在不小差距，而且我國在并行計算應用特別是并行計算軟件方面的關注與投入，還遠遠不夠。

不過，李國杰也強調，并行計算不是“陽春白雪”，而是計算機從業者需要掌握的基本功。“并行處理是高性能計算最基礎的一項技術，沒有高效率的并行軟件，高性能計算機就不能有效發揮作用。軟件需要精心設計的并行算法，而設計并行算法和程序，需要既熟悉并行計算又熟悉應用領域和求解問題的人才。”

如何吸引更多的人關注、投身并行計算，成了首屆“先導杯”大獎賽的使命。

大賽成果超預期

從3月25日到8月26日，首屆“先導杯”大獎賽通過線上競賽+線下答辯的形式順利舉辦。短短5個月，大賽產出了近百份創新應用的移植、優化成果，涉及生命科學、材料模擬、計算化學、物理、天文、氣象、海洋、石油、地質等二十幾個領域的交叉應用。

中國科學院計算技術研究所研究員張云泉表示，此次大賽產出的成果質量，遠超他的預期。

據悉，首屆“先導杯”大獎賽吸引了全國200多所重點高校、科研機構、知名企業的601名選手、448支隊伍的積極參與。在參賽選手的作品中，不乏有優秀作品入選國際學術期刊，獲得國內軟件著作權。

例如，一支來自蘭州大學的參賽戰隊提交的應用項目，通過一款自主研發軟件“MolAICal”，使用大賽提供的國產計算平臺提出了一種應用設計方案，顯示了并行計算可以提升抗新冠病毒藥物的研發能力，該成果目前已被國際生物信息學頂級期刊《生物信息學簡報》（影響因子為8.99）接收。

同樣基于大賽的國產計算平臺，來自華中科技大學的參賽戰隊提交了采用自主研發的顆粒兩相流直接數值模擬軟件“PFlows”，其擁有大規模計算能力，可對十億以上的網格加百萬以上的顆粒系統進行計算。該軟件可廣泛用于能源、化工、水利、醫藥、生物、環境等眾多領域，目前已取得了國家版權局的軟件著作權登記。

“這類人才非常難招”

首屆“先導杯”大獎賽成果豐碩，卻仍無法掩蓋我國對并行計算應用的關注與投入不足。

中國科學院計算機網絡信息中心副主任遲學斌在“先導杯”大獎賽中擔綱專家評審委員會主席。他注意到，過去數十年來，我國在并行計算應用和軟件方面，對人才的培養并不重視。

“這主要體現在許多高校沒有并行計算應用相關的專業，只有到了研究生階段，才開始著手培養相關的人才；然而即使培養了人才，由于我們（就業前景）范圍較小，更多的人選擇了去其他領域，留下來的更少了。”遲學斌說，中國雖然在高性能計算機研制方面躋身世界前列，但在應用、人才隊伍建設、軟件等方面仍然存在很大差距，他希望通過“先導杯”大獎賽，能夠凝聚更多人才，從事并行計算應用研究。

事實上，我國并不缺乏軟件人才。中科曙光總裁助理李斌告訴《中國科學報》，中國軟件人才非常多，但市場導向下大多都涌向了手機APP、WEB等的開發，許多高校也將資源傾斜到這類軟件人才的培養上；反而在國外對我們有很多制約的計算應用軟件方面，人才比較匱乏，“公司在招聘這類人才時非常難招”。

“我們希望通過類似‘先導杯’大獎賽這樣的活動，能夠讓以前‘偏冷’的并行計算應用得到更多關注，提高這類人才的基數，這對整個產業的發展大有裨益。”李斌說。

遲學斌說，并行計算應用人才之所以缺，還緣于“學計算機的人要和應用領域的科學家結合，需要有交叉領域背景，才能做好這件事”。這對于從事并行計算軟件研發的人而言，要求的起點較高。

而另一個問題則稍顯尷尬，并行計算應用人才雖然要求高，但在市場上能獲得的待遇卻相對較低，就業選擇面也并不可觀。遲學斌說，就此次大賽中涌現出的優秀選手而言，他們今后能否繼續從事這方面的工作，“是一個問號”。

不過他也表示，舉辦“先導杯”大獎賽的目的主要是宣傳并行計算的理念，加強各領域對并行計算的認識，從而有意識地去發現和培養相應的人才：“更多在于讓大家有這樣一個思想，我們現在已經進入了并行計算的時代，以后的計算就要并行，不并行就是浪費（計算資源）。”

補短板并非一朝一夕

當前，高性能計算機能夠排上用場的地方越來越多，從傳統的科學研究，到產業中與人工智能、大數據相結合的場景，乃至藥物研發、汽車碰撞試驗等工業生產，都可以用計算機來完成，但前提是要有相應的軟件。而問題就在于，目前科研院所和工業企業所用的大部分軟件，主要來自國外。國內雖已開展部分自主研發，但要實現替代需要時間。

據介紹，“先導杯”大獎賽專門設置了一個“開放應用”賽道，意在鼓勵不同專業領域的參賽選手利用并行計算解決實際應用問題。李斌告訴《中國科學報》，決賽階段的作品應用水平很高，“有一些真的能給大的工程應用解決實際的仿真模擬問題”。

他舉例說，來自中國科學技術大學的一支隊伍提供的軟件，定位就是作為通用的材料模擬軟件。而目前國內大部分學校、研究單位仍在使用國外商業軟件來做材料模擬仿真。

“我希望國內能給類似的國產軟件一些機會，比如將這些軟件在各個計算中心裝機，鼓勵更多用戶使用它。”李斌表示。

遲學斌認為這行得通。“我從來不承認我們缺乏應用。我們的機器每天都在‘跑’應用，缺的是把這些可用軟件標準化，這是我們的短板。”他說，要把參賽軟件或程序變成真正的軟件，還有很長一段路，這段路需要政府相關部門支持，同時可能還需要企業持續投入。

不過，遲學斌也坦承，想要獲得持續投入并不容易。原因很簡單，此類計算軟件周期長、見效慢，甚至投入很多到最后還會“打水漂”。

“但是，商業軟件最早都是從實驗室走出來的，有些打磨了10年、20年才走上商業化道路，從這個角度講，要真想補齊我們的短板、填補空白，就需要從機制到資本方面持續的支持。”遲學斌說，如果不作出一些改革的話，現在所說的描繪未來的事情，還是不能從根本上實現。