可擴展并行計算機技術(shù)

　　項目《可擴展并行計算機技術(shù)》獲得陳嘉庚信息技術(shù)科學(xué)獎，該項目在理論、技術(shù)和工程實(shí)踐上為解決“天河”一號中可擴展并行計算技術(shù)奠定了堅實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎。
　　單純利用通用CPU構建P級以上系統面臨控制規模與功耗、高效互連等巨大挑戰，必須探索新的并行體系結構和新的互連實(shí)現技術(shù)。流處理體系結構是當前單位面積芯片上獲得最高計算性能的體系結構，但之前主要運用于流媒體處理?？蓴U展并行計算機技術(shù)項目首次回答了流處理技術(shù)對大規?？茖W(xué)工程計算的適用性問(wèn)題，即大規?？茖W(xué)工程計算程序能否流化、能否高效流化的問(wèn)題。
　　可擴展并行計算機技術(shù)項目面向國家和軍隊對大規?？茖W(xué)工程計算的戰略需求，對上述問(wèn)題從理論、技術(shù)、工程實(shí)踐上，融合硬件微處理器、軟件優(yōu)化及計算機系統等層面給出了回答，在系統中引入高性能低功耗的流處理器，率先提出了CPU與GPU異構并行、計算與存儲效率平衡的異構融合并行體系結構，設計實(shí)現了國際上第一款加速典型科學(xué)計算應用的64位流處理器，并于2007年將128個(gè)流處理器應用于實(shí)際系統，在工程上驗證了CPU和流處理器結合實(shí)現大規模并行計算機的可行性；針對異構融合并行體系結構提出了效率優(yōu)化途徑，包括典型循環(huán)可流化的6個(gè)判定條件和循環(huán)流化算法、流數據復用模型、流數據寄存器最優(yōu)或近優(yōu)分配等算法，使異構系統的LINPACK計算效率達70.1%，處國際領(lǐng)先水平；突破了高可擴展互連網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，自主設計了高效通信協(xié)議、瓦片式片上交換網(wǎng)絡(luò )和高密度片間互連網(wǎng)絡(luò )，自主研制了高階路由芯片和高速網(wǎng)絡(luò )接口芯片，使互連鏈路雙向通信帶寬為當前國際主流商用互連IB QDR的2倍，有效解決了十萬(wàn)以上規模的結點(diǎn)高效互連問(wèn)題；突破了多核多線(xiàn)程體系結構與片上并行系統設計技術(shù)，自主研制了8核64線(xiàn)程、峰值8GFLOPS的通用CPU FT-1000。上述成果為完成我國銀河- 、銀河-X、銀河-Y、銀河-Z、銀河騰越、“天河一號”等重大巨型機系統的研制，以及“天河”一號千萬(wàn)億次計算機2010年11月在Top500中排名世界第一奠定了堅實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎。美國藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院、工程院院士比爾？戴利，認為基于GPU是邁向E級計算最有希望的途徑之一。

獲獎人介紹：　　楊學(xué)軍，男，國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、博士生導師、中國科學(xué)院院士，現任國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)校長(cháng)。1963年4月生于山東武城縣。1983年本科畢業(yè)于南京通信工程學(xué)院。1990年在國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲工學(xué)博士學(xué)位，1995年晉升為教授。
　　長(cháng)期從事高性能計算機體系結構與系統軟件研究。先后擔任某系列五個(gè)型號高性能計算機和2010年世界TOP500排名第一的“天河一號”總設計師。系統提出了CPU和流處理器相結合的高性能計算與效率優(yōu)化途徑。在可擴展共享存儲體系結構、超64位高精度算術(shù)運算等方面取得了當前國際最高水平的技術(shù)成果。針對戰場(chǎng)需求在高性能并行計算機快速部署及可靠性技術(shù)等方面取得了突破。先后獲得國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金創(chuàng )新研究群體科學(xué)基金資助。以第一、二作者在IEEE Transactions、ACM Transactions、ISCA等國內外重要學(xué)術(shù)期刊和會(huì )議上發(fā)表論文90余篇，其中25篇SCI，62篇EI。曾獲國家科技進(jìn)步一等獎3項、國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項、何梁何利科學(xué)與技術(shù)成就獎等。