陈左宁

44岁当选院士,她让百万个处理器核心一起干活

陈
陈左宁
中国工程院院士 · 计算机工程技术专家
陈左宁,1957年10月生于北京,计算机工程技术专家,中国工程院院士。1976年进入江南计算技术研究所,从基层技术员做起,长期从事并行计算机体系结构、系统软件与系统级容错研究。上世纪80年代,她领导研制出我国第一个与UNIX完全兼容的并行操作系统;后来主持神威睿思操作系统研制,突破千万级处理器核心的可扩展管理与异构众核高效统一管理。她两次获国家科技进步特等奖、两次获国家科技进步一等奖,2001年44岁时当选中国工程院院士,2018年至2022年任中国工程院副院长。

2001年,中国工程院新增院士名单公布,44岁的陈左宁在列。从1976年进入计算技术研究单位算起,她已经在国产高性能计算机的研制一线干了25年。

外面的人看超算,先看峰值速度、看排名。陈左宁看的是另一层:机器里那么多个处理器,怎么让它们不打架、不出错,听同一套指挥。这层东西叫操作系统,平时看不见,一旦出问题,整台机器就瘫了。高性能计算机是买不来的,操作系统更是。

从基层技术员做起

1957年10月23日,陈左宁出生在北京。1976年,她进入江南计算技术研究所,从基层技术员做起。江南计算技术研究所位于无锡,是我国并行计算机的重要研制单位。那时条件有限,她在插队期间利用间隙时间学外语,到了部队科研单位,又耐住寂寞,从最基础的工作干起,一点点积累完整的工程技术经验。

1986年,她在解放军工程技术学院获理学学士学位;1999年,在浙江大学获工学硕士学位。中间隔着十几年,她是一边干活一边补学历。工程经验是在一台台机器上攒出来的。1997年,她任国家并行计算机工程技术研究中心总工程师。

第一个与UNIX完全兼容的并行操作系统

上世纪80年代,国内的高性能计算机还很少,软件更是短板。国外的操作系统卖得贵,源代码不开放,出了问题是别人的黑盒子。陈左宁带着团队做并行操作系统,目标是跟UNIX完全兼容——用户原来的程序能跑,开发习惯不用改,同时还能管理多个处理器并行工作。

这在当时不是一件容易的事。并行操作系统要同时管住成千上万个处理器:谁先跑、谁后跑,数据放在哪,出了问题怎么隔离,都要有规矩。并行调度、内存管理、文件系统、设备驱动,每一块都要自己写;写完还不算,要在大规模并行机上跑稳。

他们最终做出了我国第一个与UNIX系统完全兼容的并行操作系统,在并行处理技术上达到国际先进水平。这套系统让用户按原来的方式写程序,任务分配、进程通信由系统接管。

让千万个核心听指挥

进入新世纪,国产超级计算机走向异构众核,一台机器里的处理器核心从几千个涨到千万级。核心一多,管理难度不是线性增加:一个核心出错,可能拖垮一片;任务怎么分、数据怎么放、故障怎么隔离,都要重新设计。超算一跑就是几天几夜,成千上万个核心,坏一个不能全停。

陈左宁主持研制“神威睿思操作系统”,突破了千万级处理器核心的可扩展管理和并行运行控制,实现了异构众核的高效、统一管理。这套系统还要适配国产处理器,让软硬件在同一台机器上配合起来。系统还做了很强的系统级容错,支持处理器核心级、核组级和芯片级的容错。投入使用后,它先后支撑清华大学、北京大学、中科院等单位50多项课题的大规模计算,实现了数百万核的超大规模并行。

院士之后

2001年当选院士后,陈左宁继续在并行计算机和系统软件领域做事。她曾任国家并行计算机工程技术研究中心总工程师,2018年至2022年任中国工程院副院长,参与学术治理和咨询工作。她还是第十七届、第十八届中央候补委员。两次国家科技进步特等奖、两次国家科技进步一等奖,还有中国青年科技奖、求是奖、中国青年科学家奖;2020年,她获得CCF夏培肃奖。

她说过,研发计算机也是“女性职业”。在这个长期由男性主导的领域,她的名字更多出现在项目名单和系统文档里,而不是聚光灯下。

她常说一句话:“核心技术是买不来的。”这句话不是口号。操作系统这种东西,别人可以卖给你,但不会把最底层的东西交给你;真到了关键时候,能不能改、能不能修、能不能自己往下走,差别就出来了。

“核心技术是买不来的。”

—— 陈左宁,中国工程院院士馆《陈左宁:研发计算机 也是“女性职业”》

陈左宁(1957— )

籍贯:北京

学历:1986年解放军工程技术学院理学学士;1999年浙江大学工学硕士

身份:计算机工程技术专家,国家并行计算机工程技术研究中心总工程师、研究员;曾任中国工程院副院长

主要成就:领导研制我国第一个与UNIX完全兼容的并行操作系统;主持神威睿思操作系统研制,突破千万级处理器核心管理与异构众核高效统一管理;长期从事并行计算机体系结构、系统软件与系统级容错研究

荣誉:国家科技进步特等奖2项、一等奖2项;中国青年科技奖、求是奖、中国青年科学家奖;2020年获CCF夏培肃奖

当选院士:2001年,中国工程院

今天,国产超算的算力以每秒亿亿次计。普通人看不到操作系统,只看到天气预报更准了、新药筛选更快了。陈左宁做的,就是让那些看不见的核心,按同一套规则把活干完。

从1976年进所到现在,她跟国产超算打了近50年交道。神威系列机器后来多次出现在全球超算榜首,机器换了几代,操作系统这层地基,始终得有人守着。机器越快,这层地基越难写。

在无锡的机房里,机器昼夜运行,操作系统也在昼夜运行。她做的事,大多在开机那一刻就开始,直到关机才结束。

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