NBA最新资讯2022年戈登贝尔奖揭晓等离子加速器技术革新获殊荣
2022年11月17日，高性能计算领域的最高荣誉之一“戈登贝尔奖”公布，来自法国、日本和美国的16人国际团队荣获此殊荣。他们在超算上实现了突破性的网格细化粒子细胞模拟，这项成果推动了激光电子加速器设计的发展，并且展示在论文“Pushing the Frontier in the Design of Laser-Based Electron Accelerators with Groundbreaking Mesh-Refined Particle-In-Cell Simulations on Exascale-Class Supercomputers”中。
获胜团队将获得由HPC名人Gordon Bell提供的1万美元奖金。这份奖金虽然不高，但其背后的科学成就和对未来技术发展的影响是无价的。读者可以通过链接https://www.computer.org/csdl/pds/api/csdl/proceedings/download-article/1I0bSKaoECc/pdf获取这篇论文。
该国际合作研究团队主要利用四台顶尖超级计算机——Frontier、Fugaku、Summit和Perlmutter，对等离子加速器技术进行深入研究。在接受采访时，一位作者Vay表示：“等离子体加速器技术可能会提供比目前粒子加速器更紧凑、高效的解决方案，为科学、工业、安全以及健康领域开辟新的应用前景。而利用世界上最强大的超级计算机来推动这些研究，使得这些复杂设备成为现实，对我们每个人都充满吸引力。”
胞中粒子法（PIC）是一种用于模拟带电粒子的运动或等离子的方法，它在核聚变、粒子加速器、空间物理学和天体物理学等多个领域都有广泛应用。最近，exascale级别的大型计算机扩展了PIC模拟所能探索到的范围。根据论文摘要，该团队开发了一种先进的大规模并行PIC代码，以优化动力学等离子的模拟，并在四台超级计算机上进行测试。
WarpX PIC代码中的创新包括：
并行策略：展示了数百万个A64FX内核及数千个AMD和Nvidia GPU上的性能可移植性与扩展性。
突破性的网格细化功能：大幅度减少了计算成本，节省率为1.5到4倍。
多个MR（Mesh Refinement）层次之间有效负载平衡策略。
这种MR-PIC代码使得Frontier、Fugaku和Summit三台超级计算机上的激光与物质相互作用能够进行3D全面的模拟，这是在标准代码无法实现的情况下取得的一大突破。在接受采访时，获奖团队表示，“使用网格细化进行大规模电磁PIC模拟是首次尝试，它标志着一种范式转变，其模型通过网格细化节省了30%至70%的资源，是迈向激光-等离子体相互作用建模新时代的一个里程碑。”
