郑纬民:中国存储体系的先走者 | 新晋院士专访

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原标题:郑纬民:中国存储体系的先走者 | 新晋院士专访

郑纬民院士

走首路来健步如飞,上首课来情感澎湃,谈首钻研来妙语连珠……你也许不太笃信,年过七旬、白发苍苍的郑纬民现在仍是课题组里每天最早到达实验室的谁人人。组里的师生乐称郑老师是位“模范生”,每次见他不是在实验室就是在会议现场,钻研、讲课、debug、占有技术难关……在以前的几十年里,郑纬民唯一的喜欢益就是搞研发、带弟子。

1965年,郑纬民考入清华大学自动限制系时,计算机还只是自动限制系的一个专科,算法、存储、体系等基础理论的钻研,国内还比较落后,异国人能准确判定中国的计算机事业将有怎样的异日。

改革盛开后,郑纬民先后前去美国、英国从事分布操作体系与函数说话编译钻研。回国后聚焦计算机并走/分布处理钻研,并率先在高性能存储周围深耕发力。

2016年,郑纬民及其团队参与的项现在斩获有着世界超级计算行使周围“诺贝尔奖”之称的“戈登·贝尔奖”,实现了吾国高性能计算行使收获在该奖项上零的突破。

2019年,郑纬民当选中国工程院院士

睁开全文

在存储体系周围,从一张白纸到世界领先,中国花了不到半个世纪,这一近乎稀奇的“反袭”,郑纬民功不走没。

存储体系背后的团队

在足球场大幼的机房里,密密麻麻存放着高速运转的设备,一台台超级计算机正在实走快速计算义务。“超级计算机”,顾名思义,拥有超大的数据存储容量和超快速的数据处理速度,其中所涉及的技术远比现在之所及的重大机器更为复杂。绕不以前的中央技术就有集群计算机设计、CPU设计、网格计算、高性能存储等等,数见不鲜的难题摆在计算机系高性能计算钻研所时任所长郑纬民眼前, 行为计算机体系组织学科带头人的他,毫不徘徊地将这些技术难题行为钻研所的主攻倾向,带领团队“啃最难啃的骨头”。

当整个走业醉心于钻研各类复杂巧妙的算法时,郑纬民敏锐地认识到数据存储技术将面临重大挑衅。上个世纪90年代首,他在国内率先开展网格存储体系关键技术钻研,并频繁打破国际存储公司的技术垄断。“计算、互联、存储三大部件构成一个大信息体系,存储越来越成为其中的中央题目。当下,存储已成为有关到国计民生和国家战略坦然的关键信息基础设施之一。”郑纬民说。怎样才能快捷、完善且永久地保留数据?怎样才能在即使片面硬盘被损坏的情况下确保数据坦然完善?郑纬民带领整个团队,一一攻破存储体系的可扩展性、郑重性等一道道难关。

但他们并异国止步于此。在此基础上,能否用更少的空间蓄积更众的数据?有别于议决降矮分辨率等直接“打包”压缩的手段,郑纬民及其团队挑出了新的思路。“清淡而言,备份越众,数据越不容易灭失,但需占用大量存储空间。比如一部电影,拷贝三份别离存储,那就众消耗了200%的空间。但倘若把电影切割成若干段进走存储,例如存储32段电影内容,并同时生成16段校验码,当任何一个片面出错时,能够按照校验码进走纠正,则只必要众消耗存储校验码的空间,也就是众增补33%旁边的空间。”郑纬民说。

这一思路为撙节硬盘存储空间掀开了新的大门,然而最困难的是要实现数据存储和校验的实时同步。数据受网络环境的影响很能够产生舛讹,对原数据进走校验特殊主要,使得再次行使这片面数据时,能够重新计算校验码并与之前的进走对比验证。郑纬民说:“在将数据写入硬盘时,要对原数据计算校验码并一路传输,在很长一段时间内,国际上认为这两者是不能够实时完善的。”而郑纬民完善了这一创举。他研制的自维护存储体系,实现了数据存储和校验的实时同步,团体技术达到国际领先程度,现在已被成功行使到审计、公安、油田、电信、哺育等走业及部分。

郑纬民还创造性地挑出了另一思路——社区共享。倘若能够实现社区共享,则不必要重复存储,这就是现在通走的云盘技术的基本原理。这一技术的众栽行使现在已“飞入清淡平民家”,而在21世纪初,仍处于“摸着石头过河”的追求状态。郑纬民承担的项现在议决网格技术将各高校的资源串联,存储一份,即可全网下载。依托基于社区概念的网络数据共享和存储技术,郑纬民主办研制了国内首个云计算平台“Tsinghua Cloud”,并对外挑供服务。

2016年,郑纬民获何梁何利基金科学与技术提高奖

倚赖这些积累和突破,郑纬民拿下了国家科技提高一等奖1次、二等奖2次,国家发明二等奖1次,2016年获何梁何利基金科学与技术提高奖,2016年、2017年他的团队不息两次获得“戈登·贝尔奖”。2018年,郑纬民成为首位中国存储终身收获奖获得者。

铺就迈向世界一流之路

当地时间2016年11月17日,在美国盐湖城召开的全球超级计算大会(SC2016)上,“千万核可扩展大气动力学全隐式模拟”说相符收获获得“戈登·贝尔”奖,实现了该奖创办30年来吾国在此大奖上零的突破。2017年清华团队再次借助“神威·太湖之光”超级计算机,成功设计实现了高可扩展性的非线性地震模拟工具,实现了对唐山大地震发生过程的高分辨率准确模拟,再次斩获“戈登·贝尔”奖。两次“捧杯”,郑纬民及其团队作出了特出贡献。

迈向世界一流并非一日之功。时间回到改革盛开之初,统统从零首步。当时的郑纬民如饥似渴地浏览国外前沿论文,参添各类同走会议,到美国、英国访学,在各地配相符开展科研项现在,满脑子想着怎样才能跟上世界的步伐。最先培养弟子后,他频繁创造各栽机会让弟子外出交流、参会,想方设法让弟子能接触到最前沿的技术、与一线“大咖”交流切磋。

郑纬民在交流中

郑纬民鼓励弟子“走出去”,也不息邀请顶尖学者“走进来”。现任清华大学计算机系副系主任武永卫教授初到郑纬民的项现在组时,便参与到“中国哺育科研网格”的项现在研发中。他晓畅记得,项现在完善后,郑纬民特别特意邀请当时这一周围富有声誉的美国团队来校交流,一一将收获演示给对方望。“郑老师不光把项现在做出来,还要演示、表明给别人望,这栽盛开的心态实属可贵。”武永卫说。

徐徐地,清华计算机系倚赖不息升迁的综相符实力和积极盛开的交流配相符在国际上展现头角,最先真实进入到世界网格存储和高性能计算的中央圈子。

2007年,郑纬民第一次在国际高性能计算周围顶级会议FAST(USENIX Conference on File and Storage Technologies)上发外文章,这是中国大陆学者自力完善的首篇FAST论文。现在,FAST会议每年甄选的二十篇文章中几乎都有中国学者的身影,郑纬民团队也已在FAST会议上发外众篇论文。

清华弟子超算团队获国际大弟子超级计算机竞赛(SC19)总冠军

而在不久前落幕的2019国际大弟子超级计算机竞赛(SC19)上,由清华大学计算机系组建的清华大学弟子超算团队再次夺得总决赛总冠军,这是清华大学在三大国际大弟子超算竞赛中获得的第12个冠军。

在高性能计算和网格存储周围, 从“开眼望世界”到国际领先,常见问题一条迈向世界一流的道路在郑纬民的勤苦下已渐次铺成。

“劳动,就要做有用的事”

“郑老师常对吾们说,在论文择要里就得把你要钻研的题目写晓畅,要点出这个题目的钻研意义在那里。”清华大学计算机系副教授翟季冬曾是郑纬民的博士生,翟季冬至今记得,郑老师在请示他做本科卒业设计时,就一向强调“题目认识”。

武永卫回忆首博士后阶段跟着郑老师做项现在标日子时说,他听的最众的就是 “要做有用的事,要想晓畅对谁有用,能解决什么题目”。

“劳动,就要做有用的事”,郑纬民团队的每位成员首终按照这一请求,写论文、做项现在都以题目为导向,做出来的产品也要确凿服务于现实需求。近期,郑纬民带领团队众次赴内蒙古调研,挖掘网格存储和高性能计算在各类现实场景中的行使。

“做对国民经济有用的事”,郑纬民用实确实在的技术突破践走着他的准许。“现在很众人觉得众发论文最主要,不是说这些异国价值,而是真实做钻研,要能让理论落地,不及在纸上空比划。劳动,照样得务实一些。”郑纬民说。

“吾最自夸的,

是培养出了特出的年轻人”

每年的院士资格评定都设有原料展现环节,每位候选人要在有限的时间里阐述本身在该周围的收获。“郑老师在展现的幻灯片里列出了七八项收获,他特意把讲授的国家精品课程《计算机体系组织》列了上去,他一向觉得把课讲益是特殊主要的事。”武永卫说。

《计算机体系组织》这门课贯穿了郑纬民的整个教弟子涯,直到退息前,郑纬民都在给弟子上这门必修课。课程的课件和教案每年都在更新,讲授的内容首终走在周围前沿。截至现在,郑纬民已编写和出版计算机体系组织周围的教材近10本。

“郑老师上课特殊有情感,也很诙谐,他总能把复杂的知识点讲得晓畅晓畅,让弟子都听得懂、感趣味。”从本科首就跟着郑纬民做科研的计算机系教授陈文光,至今还记得近二十年前上课时老师打过的比方:“郑老师将初期的大型向量计算机比作‘象群’,将集群计算机中的幼芯片群比作‘蚁群’,特殊现象。”当时慕名来上课的还有很众外系的弟子,由于郑纬民深入浅出的讲述,他们对计算机体系产生了剧烈的追求趣味。

现在,郑纬民培养的很众弟子也站在了大学的讲台上,或诙谐或一般地为同学们讲授计算机的基础理论和前沿知识。“不自愿中,吾一向上课也会跟郑老师相通,众举一些一般易懂的例子,课堂氛围也相对轻巧活跃。”陈文光说。

郑纬民在讲解区块链技术原理

“吾们给弟子讲课,起码在课堂上要让他晓畅70%,剩下30%趣味味的能够再去学习钻研。弟子连课都听不懂,怎么能够对科研感趣味?”郑纬民说。郑纬民至今还在全国各地讲课,从计算机体系组织讲到并走计算,再到区块链技术,一如既去地深入浅出。但凡开课,一座难求。

郑纬民一向鼓励弟子做交叉钻研。搜狗公司CEO王幼川曾是郑纬民的硕士生,在读期间他突发奇想,挑出想借助计算机做基因拼接计算。当时整个团队仍以并走处理的钻研为主,这一思想望首来有些水火不容,但郑纬民却特殊鼓励,他说:“基因很复杂,倘若你要做这个题,你得先去把生物专科的基础书读透。”在郑纬民的鼓励和请示下,王幼川立即做首了本身当时最感趣味的钻研。

郑纬民望人很准,且极为信任弟子。高性能计算钻研所现任所长薛巍副教授本是清华电机系的弟子,常来计算机系实验室做运算处理。“吾望这个幼伙子很勤苦,周末都没日没夜在做钻研,就跟他说能够来吾们组做科研,所以他就来了。”郑纬民说。恰逢计算机系与地学系配相符天气预报钻研项现在,郑纬民便督促他“把气象学本科生教材通盘学一遍”。一面做一面学,现在的薛巍已然是天气预报周围的行家了。

当记者问首迄今为止最自夸的收获时,郑纬民异国丝毫徘徊,他的应案既不是评上院士,也不是拿下什么奖项,而是, “吾培养的弟子们都很特出。”

为故国健康工作五十年

郑纬民在清华读书时,时任校长蒋南翔老师挑出的口号“为故国健康工作五十年”响彻校园的各个角落,至今仍是清华人对国家的准许。

郑纬民首终记得这个准许。退息后的他照样铆足干劲,为故国的计算机事业奋力工作。在团队师生的印象里,郑纬民永久精力足够,早晨八点就来到实验室,正午吃完饭接着工作,项现在组的挺进他了如指掌,时一再还要各地出差、参添会议、主办讲座。翟季冬望着郑老师退息后工作还这么拼,直言道:“老师比吾们还拼,做弟子的哪敢不勤苦!”

郑纬民总跟弟子说:“做计算机体系组织方面的钻研,要做益吃苦的准备。”每天工作十几幼时是组里师生的常态,短期内论文产出也不高,急功近利者几乎不敢踏入这个周围。郑纬民一向鼓励弟子沉下心去做钻研。“吾们要做实事,才能成事业。”郑纬民说。

郑纬民照样个炎忱肠,计算机系大大幼幼的事都放在心上。不论是给弟子提醒科研倾向,照样帮年轻教师一首打磨论文,甚至是协助系里师生处理家庭琐事,但凡找他协助,他都竭尽所能。能够说,郑纬民的大半生都与清华计算机系紧紧相连。中国网格存储“从零到一,再到无穷大”,郑纬民是见证者,更是领航者。正如武永卫所言:“计算机系像是他的孩子。”他给予了这个“孩子”优裕的养分,又慈喜欢地奉陪她每一步的成长。

2020年是郑纬民为故国健康工作的第五十个岁首,但他还有忙不完的工作。随着人造智能、区块链等新技术的崛首,行为基础赞成的高性能计算、并走处理、存储体系等中央技术愈发主要,以计算机为运算工具的跨学科钻研不息涌现。与此同时,国际竞争进一步添剧,破除技术壁垒任重道远。“吾们要做的还有很众。”郑纬民说。

每次弟子挑出新设想、开发新项现在标时候,郑纬民总说的一句话是“吾望走”。关于中国高性能计算的异日,他也不伪思索地说了句:“吾望走!”

文章来源 | 清华大学讯息网

弟子记者 | 何思萌

记者 | 吕婷

摄影 | 李派 李柱石


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