IT大嘴巴 · 8月16日 · 天津市

生态羽翼渐丰,鲲鹏高性能计算助数字经济腾飞

高性能计算正在从高精尖的科研领域迈向更广阔的千行百业,高性能计算产业作为一个国家高科技和经济发展的基石,已成为大国必须竞争的战略要点。

中科院计算所研究员、CCF高性能计算专业委员会秘书长张云泉在日前武汉高性能计算大会中提到“算力在数字经济中的作用越来越大,也对地方的经济发展产生越来越多的作用,我们的国家也越来越重视自己的芯片研发,尤其是在高性能计算领域,掌握国产的技术特别重要,所以我们国家在高性能计算领域,必须实现彻底的国产化”。

高性能计算如何高质量发展?

正如张云泉秘书长所言,在国家战略、科技竞争的背景下,软硬件国产化、发展行业应用生态、可持续的人才发展计划等问题都成为摆在高性能计算产业面前的难题,从短期来说,软硬件国产化的缺失造成了高性能计算领域暂时的困难,这也就需要从国家到企业的共同努力,尽快拿出对应的解决方案,提供可用、好用的产品:而从长远来看,人才的培养才是关键,这也需要产学研用的多方面协同和努力。

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中国科学院院士龚健雅也提到:“遥感的核心技术问题均是关系国计民生和国防安全的核心应用,将关键核心基础设施和技术掌握在自己手里,是基本要求。因而,我们的高性能计算平台无论是硬件平台、基础软件平台、还是遥感相关的应用平台等都要建立在自主创新的软硬件平台基础上,牢牢的把核心技术掌握在自己手里。”

这不禁让人想到鲲鹏生态,越来越多IT基础设施企业都推出了鲲鹏产品,也是归功于华为“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的理念。

鲲鹏以行践言:伙伴共生、用户共赢、生态共建、产业共荣

为推动高性能计算产业高质量发展,华为发布了鲲鹏高性能计算解决方案,为产业提供新的选择,构建新的生态。

华为鲲鹏计算业务总裁张熙伟表示,华为在高性能计算领域已经有十多年的产品研发和生态发展积累,构建基于鲲鹏全栈的高性能计算能力。鲲鹏将与科研机构、高校、产业伙伴一起,加快高性能计算生态孵化,加速商业应用落地,全面助力打造高性能计算产业高地。

在硬件方面,坚持硬件开放,通过主板和架构开放,将多年积淀的机柜级架构和工程设施规范开放给行业伙伴,帮助伙伴打造出匹配市场多样化需求,且符合绿色低碳应用的产品和解决方案。

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而在软件层面,通过开源开放,联合产业伙伴,如清华大学、中科院软件所等科研组织和高校,麒麟软件、统信软件等操作系统软件厂商,打造和完善HPC软件栈。目前软件栈已涵盖openEuler操作系统、毕昇编译器、鲲鹏数学库等基础软件和多瑙集群管理软件、鲲鹏开发套件Devkit等等。

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在应用层面,鲲鹏高性能解决方案遵循应用为先,联合伙伴孵化方案,坚持服务好客户。

具体来看,华为投入了大量的领域专家和用户进行对接,通过应用优化来帮助用户充分利用鲲鹏算力,基于高性能计算行业前十的经验和能力提供了各行业的优化工具,比如在保持精度与传统方案一致的情况下,华为联合浙江气象局开展WRF气象数值仿真性能优化,实现性能提升超过50%,大大降低了系统运行时间,提升了效率。

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此外,华为开展行业应用联创和大应用联创,从制造、气象领域入手,与十沣科技、武汉暴雨所、华中科技大学等单位在气动仿真、流体、暴雨、煤燃烧等领域积极开展行业联创,争取在工业软件和极端天气预报等领域与行业深度结合,为用户贡献更多好方案。

在大应用联创方面,通过和中科院网络中心、中科院计算所、西安电子科技大学等国内顶尖的科研团队合作,围绕多个科学和产业重要课题,开展自动优化技术和算法创新,加速大应用在鲲鹏平台上的移植、开发和性能优化。

另一方面,华为也推出鲲鹏科研创新使能计划,旨在帮助国内高校和科研院所依托鲲鹏计算基础设施开展科学技术研究,首批成员吸引了华中科技大学 柳朝晖教授团队,武汉大学 陈胜利教授团队、西安交通大学 孙中国教授团队等8家高校及科研机构9批团队正式加入,同时也侧重于人才的应用培养,从软件迁移、软件创新、研究论证等三大场景切入,打造属于中国高性能计算的专业人才。

鲲鹏高性能计算与行业共成长

“鲲鹏高性能计算技术成熟、生态发展完善。发挥鲲鹏多样性计算优势,有助于遥感行业的创新发展。” 在提到高性能计算对遥感技术的重要性时,中国科学院院士龚健雅对鲲鹏表达了肯定。

以遥感领域为例,随着高性能计算和AI技术的发展,如今的遥感技术更多依赖于计算来实现,是数字孪生城市、国土自然资源管理等核心底层技术。武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室杜志强教授团队,采用鲲鹏高性能计算解决方案,通过CPU和异构算力的协同及智能算法的调配,实现三维建模效率的倍增。如今,只要100个计算节点就能够完成每天192平方公里的计算,意味着整个武汉市三维建模刷新耗时,由原来的180天缩短到45天,效率提升了4倍,有力支撑城市精细化管理。

在生命科学领域,武汉理工大学计算机与人工智能学院、吉林农业大学植物保护学院袁晓辉教授,采用鲲鹏高性能计算解决方案建设新一代生物大数据分析平台,实现生物超大容量数据的处理能力大幅提升,同时借助于鲲鹏高性能计算解决方案技术和生态上的优越性,目前已经实现80多种常用的生物信息软件的分析,大大提高了平台应用效率,拓展了应用空间,对行业带来了积极意义,袁晓辉教授提到,“基于HPC的新一代生物大数据分析平台将构建生物信息知识图谱,链接多维度信息,加速科学发现”。

在流体力学领域,华中科技大学煤燃烧国家重点实验室柳朝晖教授,基于鲲鹏高性能计算,构建新一代计算流体力学软件PFlows,通过细粒度并行充分发挥异构加速的HPC算力,为国产自主行业软件实现弯道超车提供助力。

众多关乎国计民生行业应用和学术代表的肯定,让我们看到如今的鲲鹏高性能计算已逐渐成为了行业转型升级的强劲动力。

可以预见的是未来无论是在推动科研创新、促进产业升级还是在加速数字经济发展等方面,鲲鹏都具备了高度的实用性和安全性,也让更多人意识到国家高性能计算产业已经崛起。伴随着技术的不断创新、应用的不断完善和人才培养的不断涌现,未来的国产高性能计算平台将产业共同努力下进一步壮大,打造数字经济时代的坚实高性能计算底座。

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