3月24日,湖北省科协组织开展了“2024年度湖北十大科技进展”遴选活动。经全省学会,高校、科研院所和企业科协等多渠道推荐,专家评审、院士投票、公示,确定“北斗高精度增强定位技术及重大工程应用”等十项科技进展为2024年度湖北十大科技进展。其中,民盟省委副主委、华中科技大学冯丹教授团队“异构融合存储系统结构及加速技术”,民盟省委副主委、武汉大学雷爱文教授团队“合成电化学新技术”等两项成果入选。
冯丹教授团队:异构融合存储系统结构及加速技术
数据存储已成为关系国计民生的IT基础设施的重要组成部分,但存储系统长期面临存算能效低、异构存储融合适配差等问题。
针对上述问题,华中科技大学冯丹教授带领团队在国家重点研发项目、基金委创新群体项目及重点项目等支持下突破了异构融合存储体系结构、高效近数据处理、高效数据去重、存算融合芯片及高能效方法等系列关键技术瓶颈。(1)阐明面向存储介质特性的精细粒度多级并行调度机理,提出融合多介质的横向拓展存储组织新模式;(2)发明动态重构硬件的近数据处理加速方法,研制存储控制器,解决多种算子灵活硬件卸载难题;(3)发明局部性与相似性结合的数据去重方法和快速分块方法,实现低开销下高效数据去重;(4)基于全国产28nm工艺设计实现当前国际上容量最大的MRAM存算一体芯片(64Mb),设计存算命令集、编译系统等,支持神经网络、图像处理等通用算法,将为AI应用加速提供新途径。技术开源后,被国际知名系统Ceph、脸书、谷歌等采用,谷歌测试显示性能提高2~5倍。成果应用于我国存储厂商,助力国产存储入选Gartner领导者象限,应用于金融、通信、安防等关键行业。
雷爱文教授团队:合成电化学新技术
电作为一种重要的能源形式,推动了现代工业的快速发展。电的精确控制程度,其微观核心则是电子的精准操控水平,当前已广泛应用于电子器件和智能控制等多个领域与行业,映射了社会的进步,但是在物质合成的应用则尚处初步阶段。
武汉大学雷爱文教授团队在合成电化学领域接连获得重要突破,7月在《科学》上首次报道可编程波形交流电合成技术,成功发现了两类阳极氧化耦合阴极放氢气反应。通过编辑交流电的频率、电流和占空比等参数生成定制化的波形,实现对过渡金属催化物种的精准控制,突破了直流电催化对隔膜电解池的依赖。该研究为电子精准控制技术转嫁到电合成上创造了机会和条件。8月在《自然》发表纳米金属阴极催化还原氘代反应,通过电催化阴极还原策略,以廉价易得的氘水为氘源,高效构建传统方法难以合成的高价值氘代药物。该研究充分展示了合成电化学在药物开发和实际应用中的巨大潜力与广阔前景。11月在《科学》报道了电还原二氧化碳耦合氧化羰基化反应模式,将工业上最常用但有毒有害的一氧化碳升级替换成惰性无毒的二氧化碳,高效合成了医药和农药领域有重要应用的非对称脲。电热耦合模式推广到化工生产中将有望消纳二氧化碳,在物质转化层面助力国家碳达峰碳中和的发展战略。合成电化学新技术不仅为在绿色物质制造等领域的广泛应用提供了新路径,还为化学化工的智能化和高端化发展注入了全新动能。这一系列成果标志着合成电化学技术迈向了精准化与多样化的台阶。