人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼｜對(duì)話盧宇彤：全球“最強(qiáng)大腦”怎樣煉成的

日前，第67期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單在德國漢堡發(fā)布，位于深圳光明科學(xué)城的中國超算“靈晟”首次入榜即位列榜首。這是自2017年后，中國超算再次登頂該榜單。

“‘靈晟’一秒鐘的計(jì)算量，相當(dāng)于70億人連續(xù)計(jì)算近10年?！苯?，“靈晟”超算系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、國家超級(jí)計(jì)算深圳中心主任盧宇彤接受人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼工作室專訪時(shí)說，“‘靈晟’登頂，說明我們堅(jiān)持自主創(chuàng)新的路線是有效的?！?/p>

盧宇彤已在超算領(lǐng)域深耕30余年，曾參加五代銀河系統(tǒng)和兩代天河系統(tǒng)的研制工作，在國產(chǎn)高性能計(jì)算核心關(guān)鍵研究領(lǐng)域，取得一系列重要技術(shù)創(chuàng)新與突破。

“‘靈晟’登頂是長期積累的結(jié)果”

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：中國超算經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程？

盧宇彤：中國超算的發(fā)展不是一條直線，它始終在國際科技競爭和自身應(yīng)用需求的變化中往前走。

從“天河二號(hào)”到“神威·太湖之光”，中國超算曾連續(xù)多年位居世界500強(qiáng)榜首。2015年前后，外部技術(shù)環(huán)境發(fā)生變化，高端處理器、加速器、互連等關(guān)鍵技術(shù)面臨更嚴(yán)格的限制。過去一些依賴國際產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同完成的環(huán)節(jié)，開始必須更多依靠自主力量解決。

超算不是只有一顆芯片，而是高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程。芯片、內(nèi)存、互連網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、系統(tǒng)軟件、編譯環(huán)境、應(yīng)用生態(tài)，每一環(huán)節(jié)都要協(xié)同工作。任何一個(gè)短板都會(huì)影響整機(jī)能力。

在這一背景下，中國超算進(jìn)入一段深度積累期，在真實(shí)科研、工程、產(chǎn)業(yè)和人工智能場景里持續(xù)迭代。我國算力產(chǎn)業(yè)鏈也經(jīng)歷了從“單點(diǎn)突破”到“體系能力”的重構(gòu)。

今天“靈晟”的登頂，是這段長期積累和系統(tǒng)攻關(guān)的結(jié)果，也說明中國已具備完整的系統(tǒng)研制和應(yīng)用支撐能力。

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：“靈晟”與國際主流超算相比，技術(shù)上有什么區(qū)別？

盧宇彤：當(dāng)前，國際主流超算多采用CPU+GPU的異構(gòu)路線，性能優(yōu)勢(shì)明顯，但也存在數(shù)據(jù)搬移開銷大、編程復(fù)雜、應(yīng)用遷移成本高、系統(tǒng)能效平衡難等問題。隨著科學(xué)計(jì)算和人工智能融合，系統(tǒng)不僅要跑得快，還要更容易編程、更容易讓真實(shí)應(yīng)用發(fā)揮效率。

“靈晟”的核心思路，是把類似GPU的矩陣加速計(jì)算能力引入CPU內(nèi)部，讓CPU自帶加速能力，也就是“全CPU超智融合架構(gòu)”。它配合國產(chǎn)高帶寬內(nèi)存、自研高速互連網(wǎng)絡(luò)和全棧軟件，把超算算力和智能算力在體系結(jié)構(gòu)上融合起來。

這條路線的意義，在于回到計(jì)算加速的本質(zhì)，減少不必要的數(shù)據(jù)搬運(yùn)，讓計(jì)算、內(nèi)存、互連和軟件更緊密地協(xié)同。它不是簡單地少用一類芯片，而是探索面向科學(xué)智能時(shí)代的新型計(jì)算架構(gòu)。

最終結(jié)果也說明，差異化的CPU架構(gòu)，同樣可以達(dá)到世界最高性能水平，也為下一代超智融合平臺(tái)提供了新的方向。

“將E級(jí)超算運(yùn)用到科研和產(chǎn)業(yè)中”

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：“靈晟”有哪些應(yīng)用方向？

盧宇彤：“靈晟”的算力每秒可達(dá)2.198百億億次。按每人每秒完成一次簡單計(jì)算來估算，“靈晟”一秒鐘完成的計(jì)算量，相當(dāng)于70億人連續(xù)計(jì)算近10年。它能夠把過去需時(shí)很久的大規(guī)模模擬、分析和優(yōu)化任務(wù)，壓縮到可接受的時(shí)間，將E級(jí)（每秒百億億次計(jì)算）超算能力落到科學(xué)發(fā)現(xiàn)、工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)業(yè)智能化場景中。

自系統(tǒng)部署以來，“靈晟”已支撐大氣海洋、工程仿真、材料科學(xué)、藥物發(fā)現(xiàn)、腦科學(xué)、科學(xué)AI、大模型推理等多領(lǐng)域應(yīng)用。在運(yùn)行層面，它還支持混合精度計(jì)算、復(fù)雜工作流和多任務(wù)并行。

對(duì)產(chǎn)業(yè)來說，超算的價(jià)值是是把算力優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為科學(xué)發(fā)現(xiàn)、工程突破和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的生產(chǎn)力。

比如，在氣象和遙感領(lǐng)域，可以提升降水預(yù)報(bào)、災(zāi)害預(yù)警和國土監(jiān)測能力；在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，可以支撐大規(guī)?；衔锾摂M篩選，提高藥物發(fā)現(xiàn)效率；在工業(yè)仿真、材料、能源等領(lǐng)域，可以縮短研發(fā)周期、降低試錯(cuò)成本……

它看似離普通人很遠(yuǎn)，其實(shí)正通過公共安全、生命健康、工業(yè)制造和城市治理等，影響我們的日常生活。

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：“靈晟”研發(fā)過程中，最大的挑戰(zhàn)是什么？

盧宇彤：超算是極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程?！办`晟”的難點(diǎn)，不在某一個(gè)單點(diǎn)技術(shù)，而在于把千萬核心級(jí)系統(tǒng)組織起來、穩(wěn)定運(yùn)行起來，讓應(yīng)用真正用得起來。這需要不同團(tuán)隊(duì)在芯片、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、軟件、算法和應(yīng)用上緊密協(xié)同。

從“銀河”到“天河”，再到今天的“靈晟”，中國超算一代代科研人員不斷接力。我們今天探索的，不只是“有沒有”“強(qiáng)不強(qiáng)”，而是“能不能引領(lǐng)”。

當(dāng)前，AI快速發(fā)展，全球超算都在思考下一代系統(tǒng)應(yīng)該怎么走。“靈晟”需要在通用性、性能、能效和可編程性之間尋找平衡。它既要繼承傳統(tǒng)科學(xué)計(jì)算對(duì)高精度、高可靠和大規(guī)模并行的要求，也要面向AI時(shí)代的混合精度、矩陣計(jì)算和復(fù)雜工作流需求。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，讓我堅(jiān)持下來的，是對(duì)國產(chǎn)超算的信心、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神，以及團(tuán)隊(duì)的力量?？萍紕?chuàng)新需要多元視角，只要方向正確、基礎(chǔ)扎實(shí)、敢于攻堅(jiān)，就一定能在這個(gè)領(lǐng)域做出自己的貢獻(xiàn)。

“堅(jiān)持全棧自主，推動(dòng)技術(shù)迭代”

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：國家超級(jí)計(jì)算深圳中心為深圳算力網(wǎng)建設(shè)發(fā)揮什么作用？

盧宇彤：國家超級(jí)計(jì)算深圳中心，是深圳算力網(wǎng)中的高端算力核心節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)著超級(jí)算力供給、算網(wǎng)融合調(diào)度、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用賦能和國產(chǎn)算力生態(tài)培育的作用。

它不僅提供世界領(lǐng)先的算力，更致力于把算力、數(shù)據(jù)、算法、軟件和應(yīng)用場景連接起來，轉(zhuǎn)化為支撐深圳科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和AI發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施能力，為國家提供頂尖算力支撐。它還承擔(dān)應(yīng)用適配、軟件生態(tài)、人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)服務(wù)的功能。

國家超級(jí)計(jì)算深圳中心二期位于光明科學(xué)城，地處廣深港澳科技創(chuàng)新走廊的核心節(jié)點(diǎn)。“靈晟”部署后，中心可以更好地服務(wù)深圳和粵港澳大灣區(qū)在人工智能、生命健康、新材料、海洋、氣象、先進(jìn)制造等領(lǐng)域的創(chuàng)新需求，把算力網(wǎng)從基礎(chǔ)設(shè)施變成推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的生產(chǎn)力網(wǎng)絡(luò)。

面向未來，中心將繼續(xù)完善“靈晟”的超智融合多領(lǐng)域應(yīng)用軟件和服務(wù)環(huán)境，構(gòu)建國產(chǎn)超算軟件生態(tài)和應(yīng)用生態(tài)，讓系統(tǒng)充分發(fā)揮應(yīng)用效益。同時(shí)，圍繞超算和人工智能融合，持續(xù)推進(jìn)軟硬件關(guān)鍵技術(shù)迭代，支撐算力產(chǎn)業(yè)發(fā)展，持續(xù)保持技術(shù)領(lǐng)先水平。

人民日?qǐng)?bào)·深圳人民眼：從全球競爭格局來看，中國超算未來的發(fā)展方向是什么？

盧宇彤：當(dāng)前，全球高性能計(jì)算競爭，是計(jì)算架構(gòu)、芯片能力、軟件生態(tài)、能源效率、應(yīng)用成果和人才體系的系統(tǒng)性競爭。美國、歐洲、日本都在圍繞E級(jí)計(jì)算、人工智能和科學(xué)智能加快布局。

超算之所以成為大國競爭熱點(diǎn)，是因?yàn)樗腔A(chǔ)科學(xué)、先進(jìn)制造、人工智能、能源材料、生命健康等領(lǐng)域的重要底座。誰擁有更強(qiáng)的有效算力和應(yīng)用能力，誰就能更快推進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

經(jīng)過多年發(fā)展，中國超算已具備完整的系統(tǒng)研制和應(yīng)用支撐能力，達(dá)到世界最高性能水平，也在探索面向AI時(shí)代的新型計(jì)算架構(gòu)。中國超算正從跟跑、并跑，進(jìn)入到超智融合架構(gòu)創(chuàng)新階段，將算力優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為科學(xué)發(fā)現(xiàn)、工程突破和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的生產(chǎn)力。

只有堅(jiān)持全棧自主，把關(guān)鍵技術(shù)從“可獲得”提升到“可定義、可優(yōu)化、可迭代、可生態(tài)化”，才能根據(jù)真實(shí)應(yīng)用需求重新定義系統(tǒng)架構(gòu)，打通從底層硬件到上層應(yīng)用的優(yōu)化鏈條，把理論算力轉(zhuǎn)化為真實(shí)可用的應(yīng)用性能，我們才有資格參與、引領(lǐng)這一競爭。