依據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》，科技部高新司組織開展了《高性能計算重點專項實施方案》編制工作。依據實施方案和2016年與2017年項目立項情況，啟動“高性能計算重點專項”2018年度項目，并發布本指南。

本專項總體目標是：在E級計算機的體系結構，新型處理器結構、高速互連網絡、整機基礎架構、軟件環境、面向應用的協同設計、大規模系統管控與容錯等核心技術方面取得突破，依托自主可控技術，研制適應應用需求的E級（百億億次左右）高性能計算機系統，使我國高性能計算機的性能在“十三五”末期保持****水平。研發一批重大關鍵領域/行業的高性能計算應用軟件，研究適應不同領域的高性能計算應用軟件協同開發與優化技術，圍繞超算中心、科研機構、大學等優勢單位建立高性能計算應用軟件中心，構建可持續發展的高性能計算應用生態環境。配合E級計算機和應用軟件研發，探索新型高性能計算服務的可持續發展機制，創新組織管理與運營模式，建立具有世界**資源能力和服務水平的國家高性能計算環境，在我國科學研究、經濟與社會發展中發揮重要作用，并通過國家高性能計算環境所取得的經驗，促進我國計算服務業的成長。

專項圍繞高性能計算應用軟件研發、高性能計算環境研發等二個創新鏈（技術方向）部署研究任務。按照分步實施、重點突出原則，2018年專項將在高性能計算應用和高性能計算環境研發方向部署3個重點研究任務，任務實施周期為3年，即2018年至2020年。

2018年將啟動的主要研究內容包括：計算服務化模型及體系架構、高性能計算虛擬數據空間、基于人工震源的深部地下結構探測軟件系統等。

1.高性能計算環境研發

1.1計算服務化的模型及體系架構（基礎研究類）

為推進高性能計算環境運行和使用模式在當今網絡條件下的轉變，促進計算服務能力的普及與提升，研究高性能計算服務化的模型和體系結構，為高性能計算服務業的發展奠定理論和技術基礎。

研究內容

研究廣域網絡環境下分布資源（計算資源、存儲資源、應用軟件等）以服務形式表示的方法，計算服務化的體系架構，以及原型驗證系統。具體包括：高性能計算服務化的模型與體系結構，服務資源發現與訪問模式，多管理域下服務化資源的管理模型與管理機制，服務交易機制，服務化資源的使用方法、使用計量和計費策略等。在廣域有線/無線網絡條件下，依托國家高性能計算環境，形成原型驗證系統。

考核指標

原型驗證系統具有典型的互聯網服務端和客戶端形態，客戶端支持移動設備，在國家高性能計算環境中部署，實際驗證支持的應用軟件不少于20個，并形成關于高性能計算服務化模型的知識產權。

支持年限：3年。

擬支持項目數：1-2項。

 

 

1.2高性能計算虛擬數據空間（基礎研究類）

針對大型計算問題對數據空間的要求，在高性能計算環境中形成廣域的數據共享，研究跨域的虛擬數據空間模型、體系結構以及虛擬數據空間的管理、訪問等關鍵技術，研發相應的虛擬數據空間系統，在國家高性能計算環境部署。

研究內容

針對高性能計算環境中跨域分散的存儲資源，研究構建與本地數據空間一致、且能可靠地統一訪問與管理的虛擬數據空間技術。具體包括：虛擬數據空間的模型與表示方法，分散存儲資源的聚合方法，虛擬數據空間的請求與分配、數據區域劃分、隔離與安全管理，虛擬數據空間中數據的可靠安全移動等，為在國家高性能計算環境中建立虛擬數據空間提供技術手段。

考核指標

形成完整的軟件系統，與高性能計算環境軟件對接，并可被應用訪問，在國家高性能計算環境中部署，驗證虛擬數據空間地理分布不少于五個點，規模達到PB級以上，數據訪問性能不低于網絡傳輸性能的30％。

支持年限：3年。

擬支持項目數：1-2項。

 

 

2.高性能計算應用軟件研發

2.1 基于人工震源的深部地下結構探測軟件系統（應用示范類)

研究內容

應對國家發展對“深地”探測的重大需求，圍繞基于人工震源的大陸地區深地探測技術和，研究對人工地震數據精細分析的方法，發展相關的數學模型和高效并行算法，研發基于高性能計算的人工地震數據處理技術，在國產超級計算機上實現地下結構探測分析的軟件系統，并得到實際應用。

考核指標

1、形成新型人工震源高頻地震波場的準確、高效的模擬方法，并實現基于高性能計算的軟件系統；2、發展結合新型人工震源和天然震源的聯合成像方法，并完成反演軟件；3、發展基于高性能計算的人工震源信號檢測和高精度波速變化測量方法，形成相應軟件。

支持年限：3年。

擬支持項目數：1-2項。

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