——记南昌大学信息工程学院教授徐子晨
　　
本刊记者  卫婷婷

      不久前，一则令人雀跃的消息传到江西南昌大学。来自该校信息工程学院的“基于Azure运算架构的脑梗塞快速诊断方法研究”项目获得微软（美国）2017年度第一批次微软Azure研究基金资助。据悉，全球共有35份研究计划获得资助，其中中国获批5份，其他获资助者分别来自于名校清华大学、北京航空航天大学以及中国科学技术大学。此次南昌大学项目成功入围，也是江西省信息科学领域首次获批此类国际联合研究项目。而这次项目的联合申请者正是徐子晨教授和朱莉副教授。
　　从2007年踏上旅途走出国门到2016博士毕业，徐子晨异国求学10年后，毅然选择回国，回到自己的家乡江西南昌。他说，走出鱼米之乡需要野心和抱负，敢闯敢做；选择再次回到家乡则是要有感恩和报答之心。
　　
“高性能”也是“制高点”

　　“基于Azure运算架构的脑梗塞快速诊断方法研究”项目获得资助，是对医疗界的一大利好消息，也是徐子晨的研究初衷，为我国的医疗事业做出哪怕一点点贡献，他都觉得是荣幸之至。
　　据了解，微软Azure研究基金专门用于资助物联网、数据科学、公共医疗和气象科学方面的研究和应用。该基金提供全球所有的Azure云计算中心资源（包括计算和存储资源），并提供上限达每年4万美金的研究资助。微软Azure是由全球微软计算中心构建成的，是由研究者搭建、设计、管理特定应用和服务的全球性云计算平台。而借助这次资助，回国不久的徐子晨也将大干一场。
　　2007年在北京邮电大学计算机科学与技术系本科毕业后，成绩优异的徐子晨获得了保研资格，但他并没有接受这一理所应得的橄榄枝，而是选择远赴北美，漂洋过海来到美国南佛罗里达大学计算机科学系攻读硕士。2016年他又顺利拿下美国俄亥俄州立大学工程院电子计算机工程系博士学位。
　　现今，徐子晨的主要研究方向是提供高性能分布式数据服务的数据计算系统设计，其研究主体基于现有计算系统的充分了解，着眼于未来系统需求的完整设计，以此定制高性能、可持续的新型计算系统，并打破原有系统局限性，例如计算资源利用率，可靠性，以及可扩展性等等。广义上说，就是专注于高性能、高性价比的智能数据计算系统设计研究。
　　何为高性能计算？
　　徐子晨介绍道，高性能计算(High performance computing，HPC)，通常使用很多处理器（作为单个机器的一部分）或者某一集群中组织的几台计算机（作为单个计算资源操作）的计算系统和环境。有许多类型的HPC系统，其范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。大多数基于集群的HPC系统使用高性能网络互连。基本的网络拓扑和组织可以使用一个简单的总线拓扑，在性能很高的环境中，网状网络系统在主机之间提供较短的潜伏期，进而可改善总体网络性能和传输速率。
　　当前，随着IT信息化和移动互联网的飞速发展，电信行业数据中心的设备数量大幅增加，由此带来了能耗和制冷成本的大幅增加。如何合理平衡数据中心性能、能耗和空间，是未来国内数据中心能否更快、更好发展的基础。据IDC的一项调查显示，能耗、空间问题已经成为我国目前数据中心管理的头号难题。
　　在这种背景下，以“节能、环保、高效、经济”为核心价值的绿色浪潮正席卷整个IT产业。绿色IT已成为符合社会进步与环境保护要求、满足经济可持续性发展目标的新产业，绿色存储则是引领IT产业下一代革命的创新驱动力。据调查，IT产品能源消耗以每年8%～10%的速度增长。2007年IT产品耗电总量约为500亿度，IT因耗电而排放的二氧化碳已达到4000万吨。数据资源中心能耗则占IT能耗的40%，而存储设备约占数据资源中心电力消耗的37%～40%。因此，如何通过使用绿色节能的存储系统，在满足整个数据中心数据服务需求的基础上，尽可能地降低能耗，逐渐成为数据中心的重要议题。
　　由此可见，高性能计算技术的发展势不可挡。徐子晨介绍道，高性能计算技术是国家战略高科技技术，是解决经济建设、社会发展、科学进步、国家安全一系列重大挑战性问题的重要手段，已是信息时代世界各国特别是发达国家激烈竞争的技术制高点。今天，我国经济社会发展和国家安全对高性能计算有着迫切需求，其发展将为航空航天与军用、医疗、科学、石油天然气、金融、通信以及生命科学等应用提供节能型高性能处理解决方案。
　　
十年勇闯累创硕果

　　在10多年的学习和工作期中，徐子晨完成多项基于谷歌(Google Cloud)、亚马逊(Amazon Web Service)等云平台的分布式存储系统设计，独立完成基于亚马逊云计算平台的高可靠性分布式弹性缓存系统设计及实现，该系统目前运行于亚马逊底层存储服务中。在此基础上，他还发表多篇关于节能计算及高性能云储存的相关学术论文及杂志约稿，并申请2项相关美国专利。
　　细数徐子晨的经历，也称得上成绩斐然：2005年，攻读本科时就获得北京市电子设计大赛一等奖；2006年，获全国电子设计大赛二等奖，并获微软嵌入式系统设计大赛前4名；2006—2007年，作为北京邮电大学本科生创新实验室创始人，任实验室主任；2007年，获北京邮电大学优秀毕业生论文和优秀毕业生；2010—2016年，获ICDE/SIGMOD/VLDB/ICDCS等数据库、系统及网络方向顶级会议旅行基金资助，参加会议并完成学术报告；2010年，获南佛罗里达大学领袖最佳演讲奖；2010年，获佛罗里达州前沿科技最佳论文；2010—2011年，获佛罗里达学生挑战基金，独立负责人；2015年，获爱德华F.海斯研究论坛杰出论文；2015—2017年，亚马逊云教育研究项目基金，独立负责人；2016年，获“INFOCOM2016”存储方向最佳文章，（旧金山，加州）；2017—2018年，获微软Azure研究奖；2017—2018年，腾讯犀牛鸟青年基金入选者，负责人；2017—2020年，国家自然基金青年基金获得者，独立负责人。
　　2014—2016年，“高效低价的绿色分布式数据存储架构”构架了一整套用于混合云（私有云加公有云）的基于内存的数据存储分析平台。徐子晨介绍，该平台用于两个具体项目：一是基于不同区域的绿色能源（太阳能、风能）的产生速率，动态调整数据利用率，存储位置和备份数量，在保证数据服务响应质量的前提下，数据服务达到近100%的绿色能源利用率，减少近三成计算服务的碳排量；二是基于Infrastructure as a Service (IaaS)的云服务模型，通过复用空闲的计算资源和现有的公有云服务模型，使用可靠性非常低、风险高的计算资源达到以低费用完成大规模扩展数据服务的目的。在使用同等经费前提下，该平台可完成的数据服务吞吐量是亚马逊现有平台的5倍，服务性能不低于现有服务的95%。在提供服务的49周时间里，该平台没有遗失任何数据，其核心代码现已在亚马逊云服务后台运行。
　　2015—2016年，实现“移动、穿戴设备的能耗检测和能耗模型”。基于安卓系统的移动设备性能往往受到其电池容量的限制，对该系统完成有效的电池管理需要高精度且低耗的能耗检测方法及准确的能耗模型。徐子晨通过重写安卓系统的内核，将能耗预测与进程通讯信息，以及硬件性能信息将结合，完成了一套自反馈、自我校验的闭合能耗检测系统和能耗模型。该模型用于谷歌nexus手机的volt计划，目前正在谷歌alpha实验室内的模块化手机，智能手表及眼镜项目中检验。
　　2008—2012年，完成“绿色节能数据库”。2008年全球数据库专家在加州Claremont参加峰会并完成了展望数据库未来发展的Claremont Report。该报告中非常重要的一项内容就是数据计算，存储的能耗问题。数据服务现在已经占据了网络和计算中心工作流的80%，因此降低数据服务的能耗对计算服务支出，电网流量控制，全球环境可持续发展有着重要影响。在这个方向的研究中，徐子晨和其团队首先提出了数据库软件设计存在提供更高效率、更低能耗的可能，并通过大规模数据实验的方法证明了猜想。以此为基准，徐子晨团队提出了数据服务的能耗模型，重写关系数据库的优化模块，重构了分布式键值对数据存储，完成了基于能耗的数据流量控制系统，乃至重新设计了计算中心的设备及摆放等一系列工作。在全球范围内，徐子晨团队与惠普实验室，威斯康辛大学麦迪逊分校是完成绿色节能数据库的头三个研究单位。该工作已应用于开源数据库PostgreSQL8.0版本，并成为数据库标杆组织（TPC）TPC是用于检测服务器设备能耗标准的工具之一（TPC-Energy Benchmark）。
　　而每一项成绩的取得，徐子晨都心怀感恩，他说，这一路走来，离不开每一个阶段老师、同事和合作者的帮助和支持。
　　
助推医学，“科研的价值在于应用”

　　自进入2012年以来，“大数据”一词就越来越多地被提及。短短5年时间过去，大数据相关研究也已如火如荼。大数据早已在物理学、生物学、环境生态学等领域以及军事、金融、通讯等行业发挥应用。大数据是作为云计算、互联网之后又IT行业又一大颠覆性的技术革命。云计算主要为数据资产提供了保管、访问的场所和渠道，而数据才是真正有价值的资产。企业内部的经营信息、互联网世界中的商品物流信息，互联网世界中的人与人交互信息、位置信息等，其数量将远远超越现有企业IT架构和基础设施的承载能力，实时性要求也将大大超越现有的计算能力。如何盘活这些数据资产，使其为国家治理、企业决策乃至个人生活服务，是大数据的核心议题，也是云计算内在的灵魂和必然的升级方向。
　　而大数据“染指”医疗行业，亦是大势所趋，“医疗大数据”概念的提出也早已成文。但在医疗大数据带来各种优势的同时，大数据随之带来的各种特性也使得传统的数据处理和数据分析方法及软件捉襟见肘，存在的问题多之又多。受限于数据量的可获得性和计算能力的有限性，传统的数据管理和分析亟需提升。
　　而在大数据时代，海量数据的涌现提供了从不同角度更细致更全面观察研究数据的可能，从而打开了人们的好奇心和探索欲望，人们想知道数据告诉了我什么，而不仅仅是我的猜想是否被数据验证了。人们越来越多地用大数据挖掘各种感兴趣的关联、非关联等相关性，并再进一步比较、分析、归纳、研究。
　　同时，医生也需要更多的数据来判断诊断或协助诊断，患者也想了解知道的更多，而医生的精力有限。在日益加大的工作量下，减轻中国现有医疗体系的负担便成了当务之急。而徐子晨的目标正是为医疗体系“减负”。他说，“希望能够努力减轻医生的工作量，哪怕是百分之一的工作量。”
　　“利用数据信息能够非常快地把结果算出来或算出大概，能够帮助医生更快更有效地去诊断。同时，我们也可以设想制造出一套便携式的设备，再去做精细的治疗。”徐子晨说，“我们在这个方面做了很多工作，最近很多工作已经形成了，文章也在等待评审中。”
　　科学研究的价值更多地在于应用，造福社会和人类。而把重心工作转移到医疗领域，以期为医学做出力所能及的贡献，是徐子晨目前的科研目标。对此，徐子晨表示，“数据科学的重点在于数据分析，海量数据中，怎么去有效地存储，有效地利用有效地计算，然后上升到数据分析，这是我们目前在做的工作，相信慢慢会有更多更有效的算法出现。医疗大数据是一个发展的重点，因为与其他方面相比，数据计算在这个领域更能够体现它的应用价值。”
　　
责任与挑战同在

　　同时身为教师和科研工作者，徐子晨也注重两手抓，一边做好教学，一边做好科研。谈到未来规划，徐子晨也有很多自己的想法。在教学上，他有着自己的“教学计划”，他希望能真正完成一些有意义的教学改革,希望能对教育创新做出一些工作。同时，在教学目标上，他还希望能从双语教学慢慢过渡到纯英文教学。在人才培养方面，徐子晨表示，数据科学更多的是交叉的工程学科，市场上相应的人才还非常急缺，“希望培养按工科的方式培养出更多与市场相应的人才，不论是为他们自己的个人前途，还是为整个科技人才的培养，我觉得都是很有意义的。”在科研方面，徐子晨再次强调，当前最主要的工作是为医疗计算数据服务。
　　选择放弃国外优越的条件回国工作，徐子晨没有犹豫。而其中缘由，他坦言“百分之二十是因为家乡，因为亲人。”就在博士快要毕业的时候，徐子晨的父母长途跋涉到美国来看望他，而这也是近10年出国求学中为数不多的一次。有一天晚上，徐子晨看到妈妈在给爸爸染发，这时的他，才突意识到曾经那个自己心中伟岸的父亲如今也在慢慢变老。这无意间的一幕，让徐子晨久久不能平静。父母为自己的成长成才无怨无悔地付出了半生心血，而自己能回报父母的是什么？徐子晨很认真说道：“百善孝为先，这是中国的传统文化里不可或缺的重要部分，而‘尽孝’更是子女应当承担的责任。”也正是那一刻，更加坚定了徐子晨回国的决心，不仅要回报父母，更要回馈家乡，回报祖国。
　　除了在科研上的骄人成绩，生活中的徐子晨也是一个富有冒险和挑战精神的年轻人。在国外求学期间，他通过自己的努力,不仅拥有了汽修证、帆船证，还会跳伞，会开小型飞机。他就像一个冒险家和挑战者一样，在未来的道路上一往无前，无所畏惧。怀着一颗勇于挑战同时感恩的心，而徐子晨回国后的科研之路才刚刚开始，还有更多辉煌等着他去创造
　　
　　
专家简介：　

　
　　徐子晨，博士，南昌大学信息工程学院教授。曾任俄亥俄州立大学助理研究员、俄亥俄超级计算中心助理研究员。2007年获北京邮电大学计算机科学与技术系学士学位，2009年获美国南佛罗里达大学计算机科学系硕士学位，2016年获美国俄亥俄州立大学工程院电子计算机工程系博士学位。
　　其主要研究方向为提供高性能数据存储服务的绿色计算系统，主要从事计算机系统架构、节能计算、高性能计算及分布式数据存储等方面的教研工作。至今已发表SCI期刊论文4篇，中国计算学会认定A类、B类会议文章13篇（EI检索），被顶级SCI期刊Very Large Data Base，Transactions on Computers，Transactions on Parallel and Distributed Systems等邀请为审稿人，并受邀成为2017年国际自动计算会议副主席。