近年来,超算与人工智能持续融合,应用边界不断拓展,场景应用不断丰富,成为科学技术创新和产业变革的重要驱动力。在AI发展催生海量算力需求背景下,超算与智算技术如何融合发展?如何定义“超智融合”?
9月23日,中国智能计算产业联盟、国家高性能计算机工程技术研究中心等联合在武汉发布国内首部“超智融合”研究报告——《2024 中国算力发展研究报告之超智融合技术路线与趋势》(以下简称“研究报告”) 对这样一些问题进行了系统性思考与总结。在第二十届全国高性能计算学术年会(CCF HPC China 2024)期间,记者就此采访了多位业界专家。
《2024中国算力发展研究报告之超智融合技术路线与趋势》由国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏、中国科学院计算技术研究所研究员张云泉等共同主编。
研究报告指出,算力赋能人工智能的重点是超算、智算基础设施融合演进。超智融合作为计算技术演进的里程碑,标志着从通用计算主导传统科学计算,过渡到异构、通用计算融合的新时代。
研究报告指出,随着人工智能技术的加快速度进行发展,传统高性能计算(HPC)和AI计算(AI)的融合已成为不可逆转的趋势。这种融合被业界称为“超智融合”,正在重塑计算科学、IT产业和人类社会持续健康发展格局。
一方面,应用侧对算力的需求越来越多元化,超智融合兼具超算的双精度浮点运算解决能力和智算的整数运算或半精度16位的浮点运算能力,可满足“AI for Science”等混合计算精度应用场景需求;另一方面,随着AI大模型复杂度提高,超智融合可提升AI大模型训练、推理计算效率与可信度。
超智融合发展也将呈现出三个阶段:一是超算支撑AI应用(For AI),利用强大算力来提升AI性能;二是AI改进传统超算(By AI),通过AI技术使计算系统更加智能和高效;三是超智实现内生融合(Being AI),使AI技术成为计算系统的核心。
中国智能计算产业联盟秘书长安静分析了推动超智融合发展的几大关键因素:首先,人工智能催生的巨大算力需求正推动超算性能向适AI化升级。目前,千亿参数人工智能大模型的训练已成为名副其实的“算力黑洞”。其次,应用侧对算力结构转型存在迫切需求,基础算力、智算算力、超算算力等应用的多元化发展催生“超智融合”。第三,单一计算架构已无法应对日益复杂的计算场景,通过“超智融合”技术将超算的强大解决能力与智算的算法优化能力融合发展已成大势所趋。
在中国科学院计算技术研究所研究员张云泉看来,人工智能大模型迅猛发展,展现出新质生产力的特质,但目前也遇到了算力瓶颈。他期待,“我国在超算领域拥有深厚技术积累,希望超算和AI融合发展,以有效化解这一挑战。”
研究报告指出,国家超算互联网等先进计算平台是超算、智算基础设施融合演变的重要依托,这一些平台通过链接全国的超算、智算基础设施,汇聚全国各个算力中心的异构算力资源,可以让多个超算中心、智算中心之间能更紧密地耦合,更高效快速地共同解决大型复杂计算难题。
数字化、智能化趋势下,算力已成为推动经济社会持续健康发展的重要驱动力。计算场景纷繁复杂,单一计算架构无法应对,超算和AI融合发展,将有利于把超算的强大解决能力与智算算法的优化能力充分结合起来。
2024年4月11日,国家超算网络站点平台正式上线以来,平台依托一体化的算力调度、数据传输、生态协作体系,紧密连接供需方,通过市场化的运营和服务体系,实现算力资源统筹调度,构建和完善全国一体的算力调度网络和面向超算应用的生态协作网络,打造国家先进算力底座。
目前平台已连接算力产业上游270余家各类应用服务商、下游100余个行业软件生态企业,上线余款算力商品,服务用户超10万,推动算力引擎赋能千行百业。
安静介绍了超智融合在多个行业和领域的创新应用潜力。在金融领域,超智融合发挥着及其重要的作用,尤其是在处理复杂数据和优化算法方面,为金融分析和决策提供了强有力的支持。在能源矿产勘探领域,超智融合显示出巨大潜力,可处理大规模的数据集,提高资源勘探的效率和精度。
上海超级计算中心主任李根国以上海气象局为例指出,在全球气候研究领域,超智融合通过其强大的数据处理能力和高效的问题求解策略,对复杂系统来进行精准模拟,为全球气候研究提供了重要支持。以上海药物所为例指出,在生物医药研发领域,超智融合的应用加速了科技成果转化和知识边界拓宽,有助于加快药物发现和开发过程。
“随着超智融合技术的不断突破和应用深化,它将成为推动科学技术创新的关键力量,为各行业的转型升级和数字化的经济发展提供核心驱动力。”安静强调,超智融合技术的发展需要产学研用各方的共同努力。她呼吁业界加强合作,一同推动超智融合技术的研发和应用,为我国计算产业的创新发展注入新动力。
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