11月17日，在達(dá)拉斯舉行的SC22頒獎(jiǎng)典禮上，ACM將2022年戈登貝爾獎(jiǎng)（Gordon Bell Prize）授予了一組研究人員，他們利用四臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)（包括百萬兆次級(jí)前沿系統(tǒng)），對(duì)等離子加速器技術(shù)進(jìn)行了深入研究。

SC22每年都會(huì)頒發(fā)戈登·貝爾獎(jiǎng)，以慶祝高性能計(jì)算方面的杰出成就，跟蹤并行計(jì)算隨著時(shí)間推移的最新進(jìn)展，特別是獎(jiǎng)勵(lì)將高性能計(jì)算應(yīng)用于科學(xué)、工程和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的創(chuàng)新。在選出獲勝團(tuán)隊(duì)之前，先選出了6名決賽選手，獲勝團(tuán)隊(duì)將獲得由HPC名人Gordon Bell提供的10,000美元獎(jiǎng)金。

11月15日，現(xiàn)場(chǎng)座無虛席，六名決賽入圍者展示了他們的研究，主題包括金屬材料的原子分析、生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)分析、基于激光加速器的等離子體模擬、地統(tǒng)計(jì)學(xué)、地震建模、和蛋白質(zhì)相似性搜索。

其中，去年獲得戈登·貝爾獎(jiǎng)的中國百萬兆次級(jí)系統(tǒng)OceanLight再次亮相，這一次，它遇到了美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的百萬兆次級(jí)系統(tǒng)Frontier，該系統(tǒng)于今年夏天首次亮相。決賽名單還包括：RIKEN的Fugaku系統(tǒng)、Oak Ridge的Summit系統(tǒng)、NERSC的Perlmutter系統(tǒng)、KAUST的Shaheen-2系統(tǒng)。

最終，ACM總裁Cherri Pancake上臺(tái)宣布，2022年ACM戈登貝爾獎(jiǎng)授予等離子加速器團(tuán)隊(duì)，他們的研究成果是：在百萬兆次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)上，通過突破性的網(wǎng)格精煉單元內(nèi)粒子模擬，推動(dòng)了基于激光的電子加速器設(shè)計(jì)前沿發(fā)展。

獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)論文的標(biāo)題是“圍繞動(dòng)力學(xué)等離子體模擬”，在最新Top500名單上排名前7的超級(jí)計(jì)算機(jī)中，該團(tuán)隊(duì)使用了4臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)：Frontier，F(xiàn)ugaku（RIKEN），Summit和Perlmutter（NERSC）。勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的資深科學(xué)家Jean-Luc Vay概述了這項(xiàng)研究的科學(xué)運(yùn)行，這些研究是在Frontier（最多8,192個(gè)節(jié)點(diǎn)），F(xiàn)ugaku（最多93,000個(gè)節(jié)點(diǎn)）和Summit（最多4,096個(gè)節(jié)點(diǎn)）上進(jìn)行的。

Vay解釋說：“相比于現(xiàn)有的粒子加速器，等離子體加速器技術(shù)可以提供更緊湊的粒子加速器，為科學(xué)、工業(yè)、安全和健康領(lǐng)域令人興奮的新應(yīng)用打開大門。利用世界上最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)推動(dòng)研究，使這些復(fù)雜的機(jī)器成為現(xiàn)實(shí)，這非常振奮人心。”

獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)包括來自Arm，Atos，CEA-Université Paris-Saclay，ENSTA Paris，GENCI，Lawrence Berkeley National Lab和RIKEN的研究人員。相關(guān)論文的作者有：Luca Fedeli, Axel Huebl, France Boillod-Cerneux, Thomas Clark, Kevin Gott, Conrad Hillairet, Stephan Jaure, Adrien Leblanc, Rémi Lehe, Andrew Myers, Christelle Piechurski, Mitsuhisa Sato, Neil Za?m, Weiqun Zhang, Jean-Luc Vay and Henri Vincenti。以下是論文摘要。

摘要：本文提出了一種首創(chuàng)的網(wǎng)格精煉（MR）大規(guī)模并行粒子單元（PIC）代碼，用于在Frontier，F(xiàn)ugaku，Summit和Perlmutter超級(jí)計(jì)算機(jī)上優(yōu)化的動(dòng)力學(xué)等離子體模擬。在WarpX PIC代碼中實(shí)現(xiàn)的主要?jiǎng)?chuàng)新包括：

（1）三級(jí)并行化方案。

在數(shù)百萬個(gè)A64FX內(nèi)核以及數(shù)萬個(gè)AMD和Nvidia GPU上，該方案展示了可移植性和擴(kuò)展性；

（2）突破性的網(wǎng)格細(xì)化功能。

在本文列出的科學(xué)案例中，可以節(jié)省1.5倍至4倍的計(jì)算需求；?

（3）多個(gè)MR級(jí)別之間的有效負(fù)載平衡方案。

MR PIC代碼實(shí)現(xiàn)了在Frontier，F(xiàn)ugaku和Summit上進(jìn)行激光物質(zhì)相互作用的3D模擬，到目前為止，這些都超出了標(biāo)準(zhǔn)代碼的范圍。這些模擬有助于突破緊湊型激光電子加速器的主要限制，對(duì)于下一代高能物理實(shí)驗(yàn)和超高劑量率FLASH放射治療，這些電子加速器有望成為候選者。

雖然等離子加速器團(tuán)隊(duì)獲得了獎(jiǎng)項(xiàng)，但其他五名被提名者也代表了世界上一些最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的典范性使用。ACM 還連續(xù)第三年授予“基于高性能計(jì)算的Covid-19研究”戈登貝爾特別獎(jiǎng)。

編譯：卉可

編輯：慕一