超智融合,算启新篇
——2023年超算创新应用大会精彩纷呈
随着创新算力与新一代人工智能技术的发展,超算与人工智能的融合已成为驱动创新的关键力量,将长期为我国各行业转型升级和数字经济发展提供核心驱动力。12月6日,以“超智融合,算启新篇”为主题的2023年超算创新应用大会在广州盛大召开。此次大会由中山大学国家超级计算广州中心主办,旨在探讨超算、智算、人工智能、大数据等先进技术的融合发展之路,加速智慧城市、生物医药健康、地球科学等领域的创新与突破,分享超算赋能行业应用最新成果和经验,促进超算各应用领域间的交流合作,共同推动超算技术、应用和产业的高质量发展。来自全国超算中心、高等院校、科研院所、企业和机关事业单位超过400位代表齐聚一堂,共襄盛举。
大会开幕仪式上,中山大学高松校长、国防大学廖湘科院士、广州市局党组书记弓鸿午、国家超级计算广州/深圳中心主任卢宇彤教授分别致辞。
中山大学高松校长指出,国家超算广州中心是中山大学开展高水平创新,培养多学科交叉人才,服务地方经济社会高质量发展的重要平台。他充分肯定了超算中心带动中山大学学科建设中发挥的重要作用,并对中心未来在紧跟粤港澳大湾区建设发展战略,推动创新方面寄予厚望。在广东省、广州市政府的大力支持下,超算中心新一代应用能力型国产通用超算系统研制项目已取得阶段性成果,有力确保中心系统服务能力继续保持国内外领先。下一步,中山大学还将持续支持中心建设与发展,保持中心的人才优势、应用优势和服务优势,为各行业领域提供高水平超算应用服务。希望超算中心继续瞄准世界前沿和国家重大战略需求,主动对接地方产业布局,依托新一代国产超算系统和天河二号,与各领域用户深化合作,以算为媒、以智为介,深化多学科深度融合交叉、不断产出重大标志性应用成果,支撑国家高水平自立自强。
“天河二号”研制工程总设计师、国防大学廖湘科院士在致辞中指出, “天河二号”于2013年研制成功,并连续6次夺得TOP500世界超算冠军,是我国超算系统研制进入世界领先行列的重要标志,但国产超算应用一直是我国超算发展面临的一大挑战。在广东省政府、广州市政府和中山大学的支持下,国家超算广州中心组建一流人才团队,开发了一系列面向领域的超算应用平台,自主研发了“星光”国产多模式超算融合应用支撑平台,构建起国产超算系统与各领域超算应用的桥梁,支持各行各业取得了显著的应用实效,有力拓展了国产超算应用生态。
广州市科学技术局党组书记弓鸿午在致辞中表示,国家超算广州中心作为国之重器,架起了超算系统与现实应用的桥梁,加速前沿科学研究取得突破性成果,支撑重大工程应用实现跨越式发展,助推战略新产业实现转型升级,全面服务广州市经济社会高质量发展。广州将继续支持超算中心依托新一代国产超算系统,加速超级算力转化为新质生产力,更好服务“数字湾区”的建设。
国家超算广州中心卢宇彤主任回顾了国家超算广州中心十年发展历程,在各级政府和中山大学的关怀下,广州超算以坚持以建设世界一流超算中心为目标,不断拓展超算应用领域,自主研发核心应用技术,打造面向领域的应用服务平台,使国家超算广州中心用户数由最初的300多个呈指数级增长至30多万,遍布全国各省市地区,自主研发的星光超算应用支撑平台荣获广东省进步特等奖。为了进一步支撑粤港澳大国际创新中心建设,中心在粤港澳大湾区建设了15个分中心并成立了粤港澳超算联盟,形成了立足湾区、服务全国、影响世界的应用格局,已成为我国超算中心的标杆,位列全球最具应用影响力五强。
新一代国产超算“天河星逸”首次发布,粤港澳超算应用互联网建设正式启动
大会上,国家超算广州中心正式发布了中心的新一代国产超级计算系统——“天河星逸”。“天河星逸”以应用为中心,采用国产先进计算架构、高性能多核处理器、高速互连网络、大规模存储等关键技术构建,在通用CPU计算能力、网络能力、存储能力以及应用服务能力等多方面较“天河二号”实现倍增,支持高性能计算、AI大模型训练以及大数据分析等多种应用场景的需求,将进一步提升国家超算广州中心的多领域应用服务能力,为广州市、广东省和粤港澳大湾区的前沿突破、战略工程建设、产业升级转型提供强劲的高端算力与平台支撑,有力提升广州市作为国家中心城市和综合性门户城市的核心创新实力,支持区域经济社会高质量发展。
同时,随着粤港澳大湾区创新和战略产业发展提速,为进一步推动算力并网,聚合超级计算机为代表的算力资源、高速网络资源及超算应用资源,会上,国家超算广州中心联合广东联通、中移互联网、鹏城实验室、广东省公共资源交易联合会、广州交易集团、香港科大霍英东研究院、澳门中华创新发展促进会等14家单位正式启动粤港澳超算应用互联网建设,共同打造国家级创新平台,支撑国家算力网络建设战略,为广东省和大湾区的高质量发展提供高质量算力、算网服务,为湾区开启算力经济时代的世纪工程打下坚实基础。
二、特邀院士、专家报告人气爆棚,国产超算高质量发展论坛畅所欲言
本次大会的主论坛环节共有4位大咖做特邀报告。首先,中国工程院高文院士为大家带来了《中国算力网的需求和挑战》特邀报告,如同蒸汽动力和电力的广泛使用推动人类社会进入机械化时代和电气化时代,在智能时代算力将成为社会发展的关键生产力。如同从电力跨越到电力网,算力网是算力基础设施发展的必然趋势。在鹏城云脑超级智算平台基础上,各类计算设施通过超低延迟超宽带通信连接,基于云原生网络规范资源封装和统一逻辑调度,从而以更高效率赋能干行万业。这将会带动一批核心关键技术的突破,使我国在算力技术上走向国际领先。高院士的报告主要介绍由鹏城实验室主导的“中国算力网”重大创新工程项目的建设目标,技术挑战,以及进展与展望。
接着,中国科学院钱德沛院士作了《关于高性能计算可持续发展的几点思考》特邀报告,他首先介绍当前高性能计算在问题求解模式、算力形式的多样化、外部环境和国家发展对算力的需求等方面出现的新变化,分析了这些变化对处理器、体系结构、系统功耗、应用生态等方面带来的新的挑战。为应对新挑战,提出实现我国高性能计算可持续发展所需要关注的若干研究问题,包括支持人工智能和大数据的处理器的设计、软件定义的体系结构、现有工艺下芯片的制造、深度学习编译器、并行算法、应用软件、计算基础设施的运营模式与机制等。
随后,广东省气象局谭浩波副局长作了《数值天气预报模式的发展与展望》报告,报告从三个方面介绍了计算机技术在数值天气预报领域应用发展。首先,报告回顾了早期气象科学与计算机的发展,包括数值积分思想的提出、第一次成功的数值预报、以及高性能计算对数值天气预报的贡献等。其次,报告介绍了中国气象局广州热带海洋气象研究所研发的“9-3-1”区域数值天气预报系统,以及该系统在天气要素预报和台风路径、强度预报中的应用效果。该系统已部署在天河二号超算上近5年,超算的稳定运行是模式系统能够获得优良表现的重要支撑。最后,报告展望了未来广东省气象局与广州超算的合作构想,包括:高分辨率区域数值天气预报系统建设、面向行业的专业数值模式、国产芯片的适配与迁移、人工智能与数值模式的融合等。
最后一位报告专家是来自国防大学计算机学院的刘杰研究员,他的报告主题是基于通用PDE求解框架的高性能数值模拟软件研发与应用。流体、结构、电磁等典型数值模拟应用的核心都在于求解偏微分方程组(PDE),因此,在国产超算平台上提供自主研发的通用PDE求解框架,对于扩展天河高性能计算应用生态,缓解关键软件“卡脖子”问题至关重要。本报告主要介绍一种高可扩展的通用PDE离散求解框架软件YHPDE的总体架构与发展现状,并以基于该框架开发的流体动力学软件YHACT为例,介绍该软件在反应堆热工水力、海洋水声等领域的测试与应用情况。YHPDE与YHACT采用面向对象设计,提供统一的PDE算子编程接口,采用高效的核心求解算法,在以天河为代表的国产超算平台上具有较好的并行性能,且具有自主知识产权,能够为多领域的科学与工程计算应用提供支撑。
在新一代人工智能快速发展的时代背景下,超算中心的发展面临着新一轮的机遇与挑战。6日上午,大会举办了国产超算高质量发展论坛,汇聚了全国主要超算中心代表,共同探讨新时期下超算中心的高质量发展之路。论坛由国家超级计算广州中心陈志广副主任主持,邀请了国家超级计算天津中心杨灿群主任、清华大学付昊桓教授、中国科学院计算机网络信息中心高性能计算部金钟主任、国家超级计算长沙中心陈果常务副主任、广州市香港科大霍英东研究院高民院长以及国家超级计算济南中心潘景山副主任参加座谈。大家畅聊国产超算的发展历程,应用前景以及未来的发展趋势,为国产超算助力高质量发展献计献策。
下午,大会特设“数智地球”、“科学智能”、“生物医药”三大主题分论坛,与专家学者、企业精英共同探讨超算在地球科学领域、智慧城市领域以及医药行业的前沿研究成果。
三、夺人眼球的超算应用互动展
此次大会还专门设置了超算应用互动展,参会者可以通过语音与数智分身“心理医生”面对面对话,这款由拓元智慧基于广州超算GPU算力打造的数字人产品已经广泛应用到数字人直播和短视频制作中,成为AI创作利器;可以与哈工大深圳张民教授团队开发的“立知”自主可控大模型进行聊天,实现旅行规划、看图作文等趣味功能。会展上的一款新颖的无人机基站也吸引了不少关注。作为领先的低空无人机遥感网运营商,中科云图与国家超算广州中心深度合作,由超算为其量身打造算力底座,经过双方团队的不断优化,实现了基于超算的业务级低空无人机智能遥感网,已成功应用于城镇国土勘察、道路和电力巡检、应急响应等诸多场景。
四、乘风破浪,共创辉煌!天河之星获奖应用当日揭晓
为促进超算与大数据、人工智能的融合创新发展,进一步拓展国产超算应用领域,培育创新技术与产业成果,超算中心自2016年起每年开展“天河之星”优秀应用评选,多年来挖掘、推广了一大批科学研究、产业技术创新、社会民生服务等各领域的创新应用成果。今年的“天河之星”汇聚了数百个创新团队提交的应用成果,经过层层遴选,最终40个团队的应用脱颖而出。在6号晚上的大会颁奖典礼上,天河之星优秀应用一一揭晓。
本届大会分享了超算赋能行业应用最新成果和经验,探讨了如今的超算行业如何在自主可控需求和与人工智能飞速发展环境下自身发展的新模式与新思路。
十年前,“天河二号”落户广州,成为当时全球最快超级计算机。目前,国家超算广州中心已经成为全球用户数量最多、应用范围最广的超算中心之一,是我国唯一入选全球最具应用影响力超算中心五强的超算中心。其研制的“国产超级计算多模式应用支撑平台”获2022年广东省进步特等奖。国家超算广州中心已成为广州市创新的一张名片。近年来,广州市积极打造 “2+2+N”创新平台体系,构建以重大基础设施为引领,以产业技术创新基础设施为基础,以先进算力基础设施与人工智能、区块链等新技术设施为支撑的创新基础设施集群,聚焦“科学发现、技术发明、产业发展、人才支撑、生态优化”全链条,打通“科学技术化、技术产品化、产品产业化、产业资本化”路径,推动创新“变量”转化为高质量发展“增量”。目前,“广深港”集群在全球创新指数排名连续四年居第2位;广州在“自然指数-科研城市”全球排名跃升至第8位;广州市R&D经费投入988.36亿元,居全国第四。这一切,都与国家超算广州中心的基础支撑作用密不可分。
未来十年,人工智能将成为全球竞争的焦点和必争之地,作为支撑人工智能发展必需的算力基础设施和支撑各领域产学研合作的天然交汇平台,国家超算广州中心必将随着新一代超算系统的应用继续发挥其支撑国家战略的使命作用,以一流的算力、一流的软件、一流的服务,支撑各领域、各行业取得一流的创新成果,共同推动超算技术、应用和产业的大发展。
