教育是国家发展的基石,高校科研作为教育行业皇冠上的明珠,是人才生态、技术生态和创新生态的源头。
如今,在高校科研创新中,科学计算正扮演越来越重要的角色。比如,在气象预报、石油勘探、核能工程、航空航天等诸多领域,科学计算的作用已经不可或缺。正如诺贝尔奖获得者、计算物理学家威尔逊所说,理论研究、科学实验和科学计算是现代科学研究的三大支柱。
为了加速科研创新,华为中国政企教育医疗系统部部长卢永平在近日举办的第二届中国高校算力联盟会议上表示,一方面,华为将助力高校和科研机构持续打造坚实的算力底座,包括通算、超算和智算,使能百模千态;另一方面,华为也将在基础科学与理论研究领域持续发力,与各大高校、学术组织、产业界积极碰撞交流,推动创新升级;并携手客户、伙伴,持续开展技术创新,以及产品和解决方案创新,共同促进产业发展,加速科研创新、人才培养和生态建设。
AI4S崛起,建设算力平台成为高校科研必然选择
近年来,人工智能技术在高校科研创新中的应用日益深入,并催生出一种科学研究“新范式”——AI4S(AI for Science)。AI4S的崛起,不仅能够提高科学研究的速度和准确性,也可以帮助科研人员探索无限可能。与此同时,AI4S也对算力提出了更高要求,而且,这种要求不仅仅体现在计算能力上,更体现在算力人才、算力生态等多个层面。
在这场变革中,高校所扮演的角色至关重要。高校不仅是教育、科技、人才的集中交汇点,也是基础研究的主力军、重大科技突破的策源地。为此,教育部强调,高校要在基础研究、技术转移和成果转化方面发挥更重要的作用,把高等教育的发展与科学中心和创新高地的建设结合起来。
如今,在高校科研创新中,算力已逐渐成为科学发现的重要基础,甚至在一定程度上已经成为科学研究最重要的基础设施之一。因此,依托通算、超算和智算构建的融合算力中心在高校学科发展中,正发挥着不可替代的作用。一方面,高校可以借助算力的支撑,优化科研工作流程、提高科研创新的产出速度和转化效率,另一方面,高校也能为算力产业培养更多人才,推动算力生态持续发展。
卢永平认为,在大算力时代,校级和院级算力平台的地位将被提升到前所未有的高度,这也是各大高校网信中心的历史性机会。目前,包括清华大学、北京大学、上海交通大学、浙江大学、东南大学等在内的多所高校,都已经建成了自己的算力中心。
尽管如此,随着算力需求的不断扩大,高校的科研基础设施正面临着资源总量有限、算力不足、网络性能制约、数据分散且类型多样等一系列挑战。对此,卢永平表示,未来,各大高校将会把分散在各个课题组、院系的HPC和AI算力都统一到校级平台上,以实现统一建设、管理、运行和维护。
打造坚实的算力底座,赋能高校科研创新
进入AI时代,传统数据中心正在从通算时代的分层解耦迈向智能时代的垂直整合。这一转变与计算任务负载运行特征密切相关,通算负载的特征是负载多样、分散、任务间关联少,多数负载在单个服务器内闭环;而智算负载则横跨整个算力中心的所有节点,呈现出网络化、高并行特征,任务间紧耦合甚至同步关联。
因此,以算力底座层、平台服务层、模型使能层和行业应用层为核心的新型AI DC(智能计算中心)正在大行其道,并通过“DC as a Computer”,帮助客户应对大模型训练中所面临的高并行协同、高可用性等挑战,并保障智能计算业务的高效、稳定运行。
在这一趋势下,为了帮助高校打造坚实的算力底座,赋能高校科研创新,卢永平表示,华为已经推出了融合“算存网云安智”的“HPC+AI”科研平台解决方案,可以充分满足高校科研的多样性算力需求。
与此同时,为了更好地助力高校科研创新,华为还推出了科研全栈解决方案,该方案采用集约化建设,通过科研软件、开发工具平台预集成、数据集、模型和算法等科研资源共享,可以支撑高校开展大模型、仿真等多场景科研,构建统一的智能、易用科研平台,从而推动科研创新高质量发展。
激发科研创新动力,助力技术转移和成果转化
一直以来,高校的技术转移和成果转化都是世界性难题,而且,随着科技革命和产业变革的加速演进,这已经成为全社会共同关注的问题。而高校要在基础研究、技术转移和成果转化方面发挥更重要的作用,就要把高等教育发展与科学中心和创新高地建设结合。
为此,华为在为高校科研创新提供算力支撑的同时,也在支持高校精英团队研究创新,共筑人才根基,引领未来产业发展新方向。如今,华为通过科学计算和科研全栈解决方案,已经助力众多高校和科研机构,在生命科学、高能物理、材料化学等细分科研领域实现了技术转移和成果转化,取得了显著成果。
崖州湾国家实验室作为种业创新的新高地,正在通过与华为合作,基于全自研软硬件平台,联合打造自主创新的智慧育种体系。作为该体系的重要组成部分,面向种业的应用平台建设,已经为研究人员汇聚了上千款应用,以帮助他们开展基因测序、种子设计、表型研究、蛋白质结构研究等。
东南大学通过与华为联合建设统一的校级智算中心,正在为全校12个学院及全国重点实验室提供统一的AI算力服务,服务全校科研创新。得益于与华为的合作,东南大学在建设校级智算中心过程中,已经实现多类型作业统一调度和多样性资源融合调度,以及软硬件的全栈自主创新,成为高校科研创新的引领者。
华中农业大学则通过与华为合作,已经基于鲲鹏高性能计算平台打造出一款高效处理百万级群体、千万级分子标记的育种大数据分析工具——“天权(HIBLUP)一体机”。该一体机可帮助华中农业大学开展基因组选种及基因组精准选配功能的育种计算,不仅性能比传统方案提升超过25%,计算效率也大幅提升,可以大大加速科研成果转化,从而开创了基因组育种的“中国范式”。
在此基础上,卢永平强调,未来,华为将在更多科研创新领域继续攀峰筑原,并通过各高校的联合创新中心、孵化中心和分布在全国各地的OpenLab,与合作伙伴一道共同推动高校产学研深度融合,形成协同、高效、融合的科研创新生态,助力高校技术转移和成果转化。
当下,以AI4S为代表的科学计算,在科研创新中的应用方兴未艾。而华为通过在算力底座上的持续创新,将为高校科研创新带来更加强大的算力支撑,以推动AI4S的落地;同时,华为也将继续发力科研创新生态建设,推动高校科技成果向现实生产力的转化,服务国家战略和区域优势产业发展。