等離子體所坐落在安徽省合肥市西郊科學(xué)島，成立于1978年9月，主要從事高溫等離子體物理、磁約束核聚變工程技術(shù)及相關(guān)高技術(shù)研究和開發(fā)，以探索、開發(fā)、解決人類無限而清潔的新能源為最終目的。

等離子體所是中國熱核聚變研究的重要基地，在高溫等離子體物理實驗及核聚變工程技術(shù)研究處于國際先進(jìn)水平，先后建成常規(guī)磁體托卡馬克HT-6B、HT-6M，我國第一個圓截面超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置“合肥超環(huán)”（HT-7），世界上第一個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環(huán)”（EAST）。EAST由實驗“Experimental”、先進(jìn)“Advanced”、超導(dǎo)“Superconducting”、托卡馬克“Tokamak”四個單詞首字母拼寫而成，它的中文意思是“先進(jìn)實驗超導(dǎo)托卡馬克”，同時具有“東方”的含意。EAST裝置是我國自行設(shè)計研制的國際首個全超導(dǎo)托卡馬克裝置。

EAST裝置的主機(jī)部分高11米，直徑8米，重400噸，由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統(tǒng)等六大部件組成。其實驗運行需要有大規(guī)模低溫氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型超導(dǎo)體測試、大型計算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集處理、兆瓦級低雜波電流驅(qū)動和射頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進(jìn)診斷測量等系統(tǒng)支撐。學(xué)科涉及面廣，技術(shù)難度大，許多關(guān)鍵技術(shù)目前在國際上尚無經(jīng)驗借鑒。特別是EAST運行需要超大電流、超強(qiáng)磁場、超高溫、超低溫、超高真空等極限環(huán)境，從芯部上億度高溫到線圈中零下269度低溫，給裝置的設(shè)計、制造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。

EAST的建造具有十分重大的科學(xué)意義，它不僅是一個全超導(dǎo)托卡馬克，而且具有會改善等離子體約束狀況的大拉長非圓截面的等離子體位形。在EAST建成后的10-15年期間，能在裝置上對建造穩(wěn)態(tài)先進(jìn)的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究，并使中國在人類開發(fā)清潔而又無限的核聚變能的領(lǐng)域內(nèi)做出自己應(yīng)有的重大貢獻(xiàn)。

全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST

等離子體所高性能計算集群最初創(chuàng)建于2008年9月，并于2011年7月成功升級為“神馬”集群(Shen Ma Cluster)。集群總共擁有464顆計算核心，采用曙光TC2600高密度計算刀片，計算理論峰值為4.08萬億次每秒。

2012年12月，“神馬”集群成功擴(kuò)容，新增計算節(jié)點61個，總計976顆計算核心，實測計算峰值超過18萬億次每秒。擴(kuò)容設(shè)備采用曙光TC4600高密度計算刀片，并配置曙光ParaStor100并行存儲系統(tǒng)。

2014年9月，等離子體所再次對“神馬”集群進(jìn)行擴(kuò)容，新增計算節(jié)點63個，總計1512顆計算核心，計算理論峰值達(dá)到60.48萬億次每秒。擴(kuò)容設(shè)備采用曙光TC4600E高密度計算刀片。

經(jīng)過多次擴(kuò)容，目前“神馬”集群總計共有約達(dá)3000顆計算核心，并配有四臺SMP胖節(jié)點作為登錄節(jié)點，六臺雙路機(jī)架式服務(wù)器作為管理、監(jiān)控及網(wǎng)頁Server服務(wù)器，169TB的并行存儲系統(tǒng)，所有對外訪問網(wǎng)絡(luò)部署在硬件防火墻之內(nèi)，構(gòu)成目前相對穩(wěn)定、安全、冗余的高性能計算系統(tǒng)。

“神馬”集群自建成并投入使用以來，用戶數(shù)量和資源需求不斷增加，支撐了等離子體所內(nèi)多個研究室的科研工作，為所內(nèi)科研人員和科研項目提供了持續(xù)穩(wěn)定的數(shù)值計算平臺，促進(jìn)了熱核聚變等先進(jìn)技術(shù)的研究和應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

其中，等離子體理論與數(shù)值模擬研究室依托于超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置EAST，使用“神馬”集群進(jìn)行大規(guī)?？茖W(xué)計算，致力于托卡馬克等離子體物理實驗的理論預(yù)言和解釋以及相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究，涉及的研究方向包括：射頻波（離子回旋波、低雜波、電子回旋波）加熱和電流驅(qū)動理論與模擬，磁流體動力學(xué)和高能粒子，等離子體基礎(chǔ)理論，邊界等離子體物理等領(lǐng)域。同時，計算機(jī)應(yīng)用研究室是為超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置EAST，進(jìn)行等離子體實時控制、中央控制、裝置安全連鎖與巡檢保護(hù)、長時間海量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理、電磁測量、圖像顯示、網(wǎng)絡(luò)通訊、大規(guī)?？茖W(xué)計算，遠(yuǎn)程參與國際合作等提供計算機(jī)技術(shù)研究的實驗室，其大規(guī)?？茖W(xué)計算所需計算資源同樣來自于“神馬”集群。

我們相信，有了“神馬”集群的助力， EAST將會在發(fā)展穩(wěn)態(tài)高性能等離子體物理的科學(xué)研究計劃中始終處于世界前沿地位，進(jìn)而為支持ITER和聚變能發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

科技的力量正逐漸改變著我們的生活，作為中國HPC第一品牌的中科曙光，也會繼續(xù)為“人造太陽”早日持續(xù)安全地“普照大地”貢獻(xiàn)力量。

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