眾位院士齊聚鄭州，HPC China 2020魅力無限

　　算力、數(shù)據(jù)、算法，這三者被稱為智能時代的“三要素”，同時也是數(shù)字化發(fā)展的核心動能。

　　由中國計算機學會主辦，中國計算機學會高性能計算專業(yè)委員會、鄭州大學、鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)承辦，并行科技協(xié)辦以“新超算、新基建、新經(jīng)濟”為主題的HPC CHINA 2020大會于9 月28日-30日在鄭州舉辦。本屆大會采用線上線下結(jié)合的形式，通過云端論壇、云端展覽、云端賽事、頒獎等多方案進行。

　　為期三天的本次大會是國內(nèi)超算領(lǐng)域的學會專家齊聚一起的盛會，與“德國ISC”、“美國SC“并駕齊驅(qū)，被譽為世界三大超算盛會之一，已經(jīng)歷經(jīng)15載沉淀。截至9月29日晚，通過大會云平臺觀看直播人數(shù)6.6萬，瀏覽人次達175萬，更體現(xiàn)出來超算的巨大魅力。

　　據(jù)悉，本次大會邀請了英特爾、聯(lián)想、并行科技、中科曙光、華為、阿里巴巴等數(shù)十家HPC領(lǐng)域頭部企業(yè)，從落地案例結(jié)合應(yīng)用產(chǎn)品等行業(yè)建設(shè)者角度，探討以高性能計算行業(yè)和鯤鵬生態(tài)計算產(chǎn)業(yè)為代表的多樣性算力行業(yè)價值和發(fā)展方向。

　　正如我們開篇提到的，智能時代下，算力、算法和數(shù)據(jù)處在一種螺旋式的提升關(guān)系中，尤其是當算法普及和數(shù)據(jù)累積達到一個新的程度時，對算力的渴求將變得非常迫切。數(shù)據(jù)的增長，為高性能計算、人工智能以及多樣性算力提供了豐沃的實踐土壤。反之，多樣化的業(yè)務(wù)需求場景也對算力提出了巨大的需求。

　　那么，如何激發(fā)海量數(shù)據(jù)的潛在價值?如何借助于海量數(shù)據(jù)進行探索，挖掘該產(chǎn)業(yè)新業(yè)務(wù)增長形態(tài)?面對當下巨大的計算需求與人工智能帶來的差異化改變，未來高性能計算應(yīng)該向何處去?如何讓高性能計算對大眾日常生活、社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生巨大推動力?在本次大會上，這些問題都浮現(xiàn)出了答案。

　　作為HPC行業(yè)最重要、規(guī)模最宏大會議，本次HPC China 2020受到了行業(yè)極大關(guān)注，中國工程院院士劉炯天和中國科學院院士陳國良為本次大會致辭，中國科學院院士曾慶存、中國工程院副院長&程院院士陳左寧、中國工程院院士鄔江興、中國工程院院士孫凝暉發(fā)表主題演講。即便受到疫情影響，線下會議依然是人頭攢動，交流與學習的氛圍非常濃厚。

　　中國科學院院士、2019年度國家最高科學技術(shù)獎獲得者曾慶存

　　中國科學院院士、2019年度國家最高科學技術(shù)獎獲得者曾慶存是大會的第一位主題報告人。雖已有85歲高齡，但是曾院士依然精神矍鑠，演講時聲如洪鐘。在談到取得的成就時，老科學家更多將其歸功于集體的力量，“我僅僅是個報告人，這個工作是將近十個單位共同努力的結(jié)果，包括自然科學工作者和計算，以及計算機的科學和技術(shù)工作者搞出來的”。

　　不居功不自傲，僅僅是這些金子般的品質(zhì)就值得我們學習，更何況曾慶存在學術(shù)上依然處于領(lǐng)先。他的報告題目是《中國科學院地球系統(tǒng)模式(CAS-ESM)》，曾慶存從全球大氣環(huán)流模式、海洋環(huán)流(含洋冰)模式、地球表層物理等多個角度分析了CAS-ESM的特性，并強調(diào)了高性能計算的巨大推動力——大規(guī)模高效計算的具體算法和軟件，具有計算速度快、計算精度高，可長時間連續(xù)計算，計算過程可實時監(jiān)控等特點。據(jù)悉，目前CAS-ESM-2大規(guī)模數(shù)值模擬結(jié)果已參加國際耦合模式比較計劃CMIP6，其分系統(tǒng)模式也已試用于天氣、氣候災(zāi)害的實時預(yù)測。

　　中國工程院副院長、中國科協(xié)副主席、中國工程院院士陳左寧

　　中國工程院副院長、中國科協(xié)副主席、中國工程院院士陳左寧是第二位演講人，她的演講題目是《人工智能進展對算力需求分析》。話說人工智能目前已經(jīng)成為了整個IT行業(yè)關(guān)注的應(yīng)用，相對于傳統(tǒng)HPC來說，人工智能更貼近生活，也可以更方便的轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，因此人工智能的關(guān)注度在行業(yè)中一直居高不下。

　　陳左寧從體系架構(gòu)和軟件棧生態(tài)應(yīng)用的角度對現(xiàn)有AI應(yīng)用進行了分析，圍繞人工智能領(lǐng)域的典型算法，介紹了幾類基本算子的可擴展性，典型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算訪存比，并比較了AI計算與傳統(tǒng)科學計算的不同。在演講的最后，陳左寧也強調(diào)了創(chuàng)新的重要性，“從集中式到分布式分散動態(tài)的需求，從以計算為中心到以數(shù)據(jù)為中心，從面向計算機專家到面向數(shù)據(jù)分析分家。感知、認知到?jīng)Q策，實際上是一個閉環(huán)，叫云邊端，智能要把它結(jié)合起來。當然還有安全隱私的問題，都需要我們的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。”

　　中國工程院鄔江興院士

　　第三位出場的院士是中國工程院鄔江興院士，與之前談傳統(tǒng)計算不同的是，鄔院士的報告主題是《打造AI時代集成電路標志性的芯物種》。在鄔院士看來，如今數(shù)據(jù)增長遠遠大于計算和存儲摩爾定律速度，大規(guī)模系統(tǒng)采用堆砌式工程技術(shù)路線難以為繼，現(xiàn)代工藝對單芯片計算性遭遇瓶頸。

　　為此，鄔院士提出了以SDSOW為核心的新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。SDSOW名為晶上系統(tǒng)，是將不同功能、不同工藝的Chiplet(芯粒)像堆積木一樣組裝和集成到晶圓上，通過復用芯粒可快速組裝成異構(gòu)、異質(zhì)、異工藝的大規(guī)模復雜系統(tǒng)。

　　鄔院士尤其提到了當下熱門的芯片問題以及中美科技的競爭。在他看來，

　　只有顛覆工程技術(shù)路線、打破邊界條件束縛，將SoC升維到晶上系統(tǒng)，將IP復用提升至芯粒復用，將2D封裝升級至2.5D/3D封裝，將單一工藝拓展至多種工藝，將硅基材料拓展至多種異質(zhì)材料，借助晶圓級集成具備的天然高帶寬、低功耗、低延遲、低成本和高密度等連乘增益，才能夠有效破解超大規(guī)模芯片和大型信息基礎(chǔ)設(shè)施面臨的發(fā)展困局，實現(xiàn)“換道超車”。

　　中國工程院院士孫凝暉

　　“從今天這個時間點往后看，面臨非常多的挑戰(zhàn)”，出場的第四位院士是中國工程院院士孫凝暉，他的報告題目是《高性能計算機的若干難題》。作為上一任高性能計算專家委員會主席，高性能計算機領(lǐng)域的頂級專家，孫凝暉非常清楚中國高性能計算發(fā)展的現(xiàn)狀與痛點，他所說的挑戰(zhàn)也包括了——高性能計算機的評價指標、如何在功耗限制下追求極致性能、如何將高性能計算機發(fā)展成為更加普及性的計算工具以及如何提升多種復雜應(yīng)用的實際計算速度等問題。

　　正是看到了這些發(fā)展中的困難，看到了高性能計算缺乏優(yōu)化與應(yīng)用環(huán)境的困局，孫凝暉也提出“是不是可以通過一種智能調(diào)優(yōu)器的方法，把一些優(yōu)化的模式，自動的放到調(diào)優(yōu)器里面，解決這問題”。在他看來，科學家們只要專心于自己的研究工作，而高性能計算的優(yōu)化則可以交付給系統(tǒng)自動完成。這也是“我們覺得超算進一步走向智能時代所必須要解決的問題”。

　　北京航空航天大學教授錢德沛

　　同樣指出高性能計算應(yīng)用發(fā)展難題的還有北京航空航天大學教授錢德沛。作為29日的首個報告中，錢德沛進行了主題為《新形勢下高性能計算發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)和任務(wù)》的報告，從世界各國E級超算發(fā)展、中美科技競爭和中國超算E級計劃的三個角度分析了當下超算面臨的挑戰(zhàn)。

　　錢教授表示，當下中國需要發(fā)展超算，主要還是解決芯片與優(yōu)化的問題，特別是尋求是否能夠采用略低規(guī)格的芯片實現(xiàn)超算計算。在他看來，這種可能性是存在的，以為超算與手機、筆記本等家用產(chǎn)品不同，是專用平臺，因此也需要專門的優(yōu)化。在出色的優(yōu)化條件下，超算平臺即便是采用14nm甚至28nm的工藝，但還是可以達到世界領(lǐng)先的水平。

　　正是為了推動中國超算的發(fā)展，提升超算競爭力，打造中西部地區(qū)科技創(chuàng)新高地，進而為河南產(chǎn)業(yè)升級和轉(zhuǎn)型發(fā)展提供有力支撐，2019年4月19日，科技部復函同意河南省籌建國家超級計算鄭州中心，這也是中國第七家“國字頭”的超算中心，開啟了中原地區(qū)超算的新時代。

　　鄭州大學國家超算鄭州中心教授、河南省超算中心主任商建東

　　為此，在本次大會上，鄭州大學國家超算鄭州中心教授、河南省超算中心主任商建東也進行了題為《超算人才團隊建設(shè)思考》的報告。在報告中，商建東簡述了鄭州超算申請的初衷，并介紹了超算中心的情況，更探討了人才培養(yǎng)的重要性。

　　對于超算應(yīng)用來說，除了硬件性能的領(lǐng)先之外，更重要的還是軟件平臺能夠支持，以及有對應(yīng)的人進行優(yōu)化和維護。為此，鄭州大學、鄭州超算也把人才培養(yǎng)作為未來工作的重點。為此，鄭州大學特別成立了“高性能計算研究所”，下轄“并行計算”、“自主可控”、“應(yīng)用研究”、“量子計算”等4大實驗室，為鄭州超算人才培養(yǎng)添磚加瓦，為超算應(yīng)用提供新鮮血液。

　　說到應(yīng)用和優(yōu)化，就不能不提到業(yè)界著名的超算平臺公司、也是本次大會的協(xié)辦方——并行科技。“非常容幸終于第十次站在大會的報告臺上，我應(yīng)該是唯一一個堅持十年的人”，說這話的是并行科技董事長陳健，也是超算云應(yīng)用的積極推動者之一。

　　并行科技董事長陳健

　　我認識陳健是在2012年的HPC China大會上，當時給我印象最深的就是陳健定制了7-8件印有超算云應(yīng)用程序的服裝，通過員工展示的方式介紹了并行科技的服務(wù)能力，這種新奇的方式也讓在場的眾人感覺耳目一新。當時并行科技還只是提供軟件和系統(tǒng)層面的運維服務(wù)，而如今伴隨著云業(yè)務(wù)發(fā)展卻成為了整個超算行業(yè)的領(lǐng)頭羊。

　　當然目前的狀況依然不能讓陳健滿意，在演講中他直言中國超算云的應(yīng)用依然處于很低的水平。“2019年中國高性能的計算市場規(guī)模在281億，而去租用公有云的比例只有3%”，陳健說。的確出于采購心理，許多中國企業(yè)或者機構(gòu)都會選擇自行購買超算平臺，即便這些平臺的運維需要大量的成本，但依然如是。

　　為此，陳健將超算應(yīng)用分為三大類——尖端超算、通用超算和行業(yè)超算。這其中，“尖端超算”主要承載的是尖端科研項目或者國家項目，所以它對于計算能力和數(shù)據(jù)安全的要求極高，這部分一般是由國家級的超算平臺承載，比如剛剛我們提到的神威太湖之光和天河二號等平臺，但是對于通用超算和行業(yè)超算來說，這些商業(yè)化的超算都可以借助并行科技提供的中國超算云來完成。

　　并行超算云的最大好處就是簡化了應(yīng)用與調(diào)優(yōu)工作——傳統(tǒng)超算應(yīng)用中，許多教授或者研究院都需要自己進行優(yōu)化，無論他們專業(yè)是學的大氣物理還是生物基因，都要專業(yè)的計算機代碼優(yōu)化知識;但是再并行超算云上，并行科技已經(jīng)提供了眾多針對專業(yè)優(yōu)化的軟件，科研人士無需再度優(yōu)化或者費力的去找適應(yīng)平臺，也就大大降低了超算應(yīng)用的難度，專心致志搞科研，舒舒服服用超算。

　　一直以來，HPCChina都是國內(nèi)超算領(lǐng)域的頂級盛會，雖然受疫情影響本次大會的規(guī)模小了許多，但是在內(nèi)容分享上卻并沒有絲毫的縮減�，F(xiàn)場，來自中國科學院、中國工程院的4位院士都進行了主題演講，加上鄭州大學校長、中國工程院院士劉炯天和中國科學院院士陳國良的致辭，出席本次大會的院士達到了6位之多，也是前所未有的科技盛況。

　　這正反應(yīng)了中國計算行業(yè)的蓬勃發(fā)展和超算應(yīng)用的不斷提升。一直以來，超算總被認為是曲高和寡，只有科研應(yīng)用領(lǐng)域才能望其項背。但是正如陳左寧院士所介紹的，隨著人工智能應(yīng)用的發(fā)展，越來愈多的應(yīng)用都已經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)化，高性能計算也伴隨著人工智能的發(fā)展進入普及階段�，F(xiàn)場除了幾位院士之外，也有來自英特爾、聯(lián)想、中科曙光、并行科技等企業(yè)的負責人登臺發(fā)言，介紹他們對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理解及市場化的解決方案產(chǎn)品。

　　一枝獨秀不是春，百花齊放春滿園。要想讓高性能計算、想讓超級計算行業(yè)蓬勃發(fā)展，其實最重要的還是來自于產(chǎn)學研用等多個方面的合力支持。

　　這一次HPC China大會上，我們看到了科技界、企業(yè)界、高校等眾多嘉賓的到來，大家在親切、友好的學術(shù)氛圍中進行交流，共同推動中國超算事業(yè)的發(fā)展，這也恰恰符合HPC China大會的初衷。

　　未來更好，超算更強。