超算+AI“超智融合”引領(lǐng)變革
近年來，超算與人工智能持續(xù)融合，應(yīng)用邊界不斷拓展，場景應(yīng)用不斷豐富，成為科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力。在人工智能發(fā)展催生海量算力需求背景下，超算與智算技術(shù)如何融合發(fā)展？如何定義“超智融合”？
9月23日，中國智能計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、國家高性能計算機(jī)工程技術(shù)研究中心等聯(lián)合在武漢發(fā)布國內(nèi)首部“超智融合”研究報告——《2024 中國算力發(fā)展研究報告之超智融合技術(shù)路線與趨勢》（以下簡稱“研究報告”） 對這些問題進(jìn)行了系統(tǒng)性思考與總結(jié)。在第二十屆全國高性能計算學(xué)術(shù)年會（CCF HPC China 2024）期間，記者就此采訪了多位業(yè)界專家。
《2024中國算力發(fā)展研究報告之超智融合技術(shù)路線與趨勢》由國家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部主任單志廣、中國信息通信研究院云計算與大數(shù)據(jù)研究所所長何寶宏、中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員張云泉等共同主編。
研究報告指出，算力賦能人工智能的關(guān)鍵在于超算、智算基礎(chǔ)設(shè)施融合演進(jìn)。超智融合作為計算技術(shù)演進(jìn)的里程碑，標(biāo)志著從通用計算主導(dǎo)傳統(tǒng)科學(xué)計算，過渡到異構(gòu)、通用計算融合的新時代。
研究報告指出，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)高性能計算（HPC）與人工智能計算（AI）的融合已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。這種融合被業(yè)界稱為“超智融合”，正在重塑計算科學(xué)、IT產(chǎn)業(yè)和人類社會發(fā)展格局。
一方面，應(yīng)用側(cè)對算力的需求越來越多元化，超智融合兼具超算的雙精度浮點運算處理能力和智算的整數(shù)運算或半精度16位的浮點運算能力，可滿足“AI for Science”等混合計算精度應(yīng)用場景需求；另一方面，隨著AI大模型復(fù)雜度提高，超智融合可提升AI大模型訓(xùn)練、推理計算效率與可信度。
超智融合發(fā)展也將呈現(xiàn)出三個階段：一是超算支撐AI應(yīng)用（For AI），利用強(qiáng)大算力來提升AI性能；二是AI改進(jìn)傳統(tǒng)超算（By AI），通過AI技術(shù)使計算系統(tǒng)更加智能和高效；三是超智實現(xiàn)內(nèi)生融合（Being AI），使AI技術(shù)成為計算系統(tǒng)的核心。
中國智能計算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長安靜分析了推動超智融合發(fā)展的幾大關(guān)鍵因素：首先，人工智能催生的巨大算力需求正推動超算性能向適AI化升級。目前，千億參數(shù)人工智能大模型的訓(xùn)練已成為名副其實的“算力黑洞”。其次，應(yīng)用側(cè)對算力結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型存在迫切需求，基礎(chǔ)算力、智算算力、超算算力等應(yīng)用的多元化發(fā)展催生“超智融合”。第三，單一計算架構(gòu)已無法應(yīng)對日益復(fù)雜的計算場景，通過“超智融合”技術(shù)將超算的強(qiáng)大處理能力與智算的算法優(yōu)化能力融合發(fā)展已成大勢所趨。
在中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所研究員張云泉看來，人工智能大模型迅猛發(fā)展，展現(xiàn)出新質(zhì)生產(chǎn)力的特質(zhì)，但目前也遇到了算力瓶頸。他期待，“我國在超算領(lǐng)域擁有深厚技術(shù)積累，希望超算與人工智能融合發(fā)展，以有效化解這一挑戰(zhàn)。”
研究報告指出，國家超算互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)計算平臺是超算、智算基礎(chǔ)設(shè)施融合演變的重要依托，這些平臺通過鏈接全國的超算、智算基礎(chǔ)設(shè)施，匯聚全國各個算力中心的異構(gòu)算力資源，可以讓多個超算中心、智算中心之間能夠更加緊密地耦合，更高效快速地共同解決大型復(fù)雜計算難題。
數(shù)字化、智能化趨勢下，算力已成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要驅(qū)動力。計算場景紛繁復(fù)雜，單一計算架構(gòu)無法應(yīng)對，超算與人工智能融合發(fā)展，將有助于把超算的強(qiáng)大處理能力與智算算法的優(yōu)化能力充分結(jié)合起來。
2024年4月11日，國家超算互聯(lián)網(wǎng)平臺正式上線以來，平臺依托一體化的算力調(diào)度、數(shù)據(jù)傳輸、生態(tài)協(xié)作體系，緊密連接供需方，通過市場化的運營和服務(wù)體系，實現(xiàn)算力資源統(tǒng)籌調(diào)度，構(gòu)建和完善全國一體的算力調(diào)度網(wǎng)絡(luò)和面向超算應(yīng)用的生態(tài)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，打造國家先進(jìn)算力底座。
目前平臺已連接算力產(chǎn)業(yè)上游270余家各類應(yīng)用服務(wù)商、下游100余個行業(yè)軟件生態(tài)企業(yè)，上線余款算力商品，服務(wù)用戶超10萬，推動算力引擎賦能千行百業(yè)。
安靜介紹了超智融合在多個行業(yè)和領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用潛力。在金融領(lǐng)域，超智融合發(fā)揮著重要作用，尤其是在處理復(fù)雜數(shù)據(jù)和優(yōu)化算法方面，為金融分析和決策提供了強(qiáng)有力的支持。在能源礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域，超智融合顯示出巨大潛力，能夠處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)集，提高資源勘探的效率和精度。
上海超級計算中心主任李根國以上海氣象局為例指出，在全球氣候研究領(lǐng)域，超智融合通過其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高效的問題求解策略，對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)模擬，為全球氣候研究提供了重要支持。以上海藥物所為例指出，在生物醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域，超智融合的應(yīng)用加速了科技成果轉(zhuǎn)化和知識邊界拓寬，有助于加快藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程。
“隨著超智融合技術(shù)的不斷突破和應(yīng)用深化，它將成為推動科技創(chuàng)新的關(guān)鍵力量，為各行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供核心驅(qū)動力。”安靜強(qiáng)調(diào)，超智融合技術(shù)的發(fā)展需要產(chǎn)學(xué)研用各方的共同努力。她呼吁業(yè)界加強(qiáng)合作，共同推動超智融合技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，為我國計算產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新動力。
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