近日,第二十屆全國(guó)高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)(CCF HPC China 2024)順利召開(kāi)。中國(guó)智能計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)安靜出席會(huì)議并發(fā)表主題演講,深入探討了超智融合發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)計(jì)算科學(xué)和產(chǎn)業(yè)格局的深遠(yuǎn)影響。

安靜 中國(guó)智能計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書(shū)長(zhǎng)

安靜秘書(shū)長(zhǎng)表示,隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)高性能計(jì)算(HPC)與人工智能計(jì)算(AI)的融合已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。這種融合被業(yè)界稱(chēng)為超智融合,正在重塑計(jì)算科學(xué)、IT產(chǎn)業(yè)和人類(lèi)社會(huì)發(fā)展格局。

超智融合是計(jì)算技術(shù)演進(jìn)的里程碑,標(biāo)志著從通用計(jì)算主導(dǎo)傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)算,過(guò)渡到異構(gòu)加速的AI計(jì)算新時(shí)代。安靜表示,它將推動(dòng)計(jì)算芯片、應(yīng)用、整機(jī)、系統(tǒng)協(xié)同創(chuàng)新,加快計(jì)算技術(shù)發(fā)展。

安靜分析了推動(dòng)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(dòng)超算性能向適AI化升級(jí)。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(shí)的算力黑洞。其次,應(yīng)用側(cè)對(duì)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(jì)算架構(gòu)已無(wú)法應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的計(jì)算場(chǎng)景,通過(guò)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(shì)所趨。

在超智融合的技術(shù)路徑方面,安靜提出了幾個(gè)關(guān)鍵方向:

一是算力架構(gòu)創(chuàng)新。她強(qiáng)調(diào),融合計(jì)算架構(gòu)的優(yōu)化與協(xié)作是超智融合系統(tǒng)性能提升的關(guān)鍵。未來(lái)的算力架構(gòu)必須在硬件層面實(shí)現(xiàn)CPU、GPU與NPU的深度融合,以便在多樣化的計(jì)算場(chǎng)景中提供強(qiáng)大的支持。同時(shí),存儲(chǔ)與計(jì)算的融合架構(gòu)通過(guò)數(shù)據(jù)與計(jì)算任務(wù)的緊密耦合,可顯著提升系統(tǒng)的整體性能和資源利用率。

二是算力調(diào)度技術(shù)突破。安靜指出,面向AI的作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)資源分配和任務(wù)優(yōu)先級(jí)管理,能夠更有效地處理AI任務(wù)的復(fù)雜性和動(dòng)態(tài)性,提升系統(tǒng)的整體性能。融合計(jì)算的調(diào)度系統(tǒng)需要支持多種計(jì)算單元的感知與管理、跨平臺(tái)任務(wù)調(diào)度和異構(gòu)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度,以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的計(jì)算環(huán)境和多樣化的任務(wù)需求。

三是算力服務(wù)和運(yùn)營(yíng)模式創(chuàng)新。安靜表示,應(yīng)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)化的理念、思維、模式、技術(shù)、平臺(tái)、機(jī)制打造統(tǒng)一的算力服務(wù)平臺(tái),整合各類(lèi)算力資源,為用戶提供一站式服務(wù),降低用戶獲取算力資源的成本。同時(shí),應(yīng)探索平臺(tái)化的應(yīng)用服務(wù)機(jī)制,構(gòu)建一體化算力服務(wù)平臺(tái)、應(yīng)用商城、開(kāi)發(fā)者社區(qū)等,促進(jìn)算力、數(shù)據(jù)、算法、模型、應(yīng)用融合創(chuàng)新。

四是加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)。安靜強(qiáng)調(diào),在超智融合技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中,確保數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)至關(guān)重要。她建議采用先進(jìn)的加密技術(shù),如同態(tài)加密和多方安全計(jì)算,以及隱私計(jì)算技術(shù)如聯(lián)邦學(xué)習(xí)、拆分學(xué)習(xí)等,在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘。

安靜還介紹了超智融合在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用潛力。在全球氣候研究領(lǐng)域,超智融合通過(guò)其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和高效的問(wèn)題求解策略,對(duì)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。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。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(shí)邊界拓寬,有助于加快藥物發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。在金融領(lǐng)域,超智融合也發(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。

展望未來(lái),超算中心將向超智融合計(jì)算中心架構(gòu)演進(jìn)。安靜預(yù)測(cè),這一演進(jìn)將伴隨一系列技術(shù)創(chuàng)新,包括全精度大算力高互連通用加速芯片、異構(gòu)并行體系結(jié)構(gòu)、面向傳統(tǒng)并行計(jì)算和分布式訓(xùn)練的編程模型、面向HPC&AI應(yīng)用的智能化資源管理與作業(yè)調(diào)度工具、超大規(guī)模集群智能運(yùn)維工具(AIOps)、支持混合精度計(jì)算的先進(jìn)算法等。

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(dòng)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵力量,為各行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供核心驅(qū)動(dòng)力。安靜強(qiáng)調(diào)道,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(dòng)超智融合技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用,為我國(guó)計(jì)算產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展注入新動(dòng)力。

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