长风破浪会有时,直挂云帆济沧海!中国高性能计算正以前所未有的速度、能力、魄力和干劲,赋能千行百业的数智化转型升级,描绘算力经济时代的新蓝图。
云上相聚 盛况空前
12月12-15日,第十八届CCF全国高性能计算学术年会(以下简称CCF HPC China 2022)以线上的方式举行,包括图灵奖获得者、两院院士等在内的国内外众多知名专家、学者、教授,以及高性能计算产业界的头部企业代表、专业技术人士云上相聚,围绕“新算力 新赋能 新未来”这一主题,畅谈数字经济背景下算力的创新与演进,研讨高性能计算的场景化应用,探讨新一代信息技术未来的发展趋势。
CCF HPC China 2022由中国计算机学会主办,中国计算机学会高性能计算专业委员会和齐鲁工业大学(山东省科学院)承办,山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、济南超级计算技术研究院和北京并行科技股份有限公司等协办。中国科学院院士、深圳大学教授陈国良担任大会名誉主席;中国工程院院士、CCF会士陈左宁,中国工程院院士、齐鲁工业大学(山东省科学院)研究员王军成,齐鲁工业大学(山东省科学院)党委书记、研究员王英龙作为大会的共同主席;大会执行主席由齐鲁工业大学(山东省科学院)副校长(副院长)、研究员杨美红,山东省计算中心常务副主任、研究员吴晓明共同担任。
CCF HPC China 2022由线下改为线上,与会者虽然不能亲身体验举办地山东济南人民的热情好客,但是活动本身的精彩程度、讨论热度丝毫没打折扣,“超算之美”云上依旧。活动自12月12日正式启动以来,注册并观看直播的人数持续增长,到12月13日大会开幕式举办当天达到高潮,截至13日下午17:00,大会官方网站www.ccfhpc.cn累计浏览量达13.9万,多平台累计直播人气已突破29万。
作为高性能计算领域全球最具影响力的三大超算盛会之一,CCF HPC China 2022从筹备到召开,一直备受各方关注。党的二十大报告强调,构建新一代信息技术、人工智能等一批新的增长引擎。新一代信息技术的高速发展,不仅为加快制造强国、网络强国和数字中国建设提供了坚实的支撑,而且将有力地促进百行千业的转型升级,为推动我国经济高质量发展增添新动能。在此背景下举行的CCF HPC China 2022恰逢其时,它将凝聚和发挥高性能计算领域的智慧与能量,为实现国家整体战略目标添砖加瓦。
作为数字经济发展的核心底座之一,“东数西算”工程的启动,将成为拉动经济增长的重要引擎。其中,算力是数字经济发展的核心生产力。目前,我国算力规模已排名全球第二。做好算力的规划、生产、调度和使用,促进算力的持续提升与绿色和可持续发展是当务之急。CCF HPC China 2022正是以高性能计算为视角和切入,策划组织了70多场丰富多彩的活动,包括开幕式及大会特邀报告、各种以技术和应用为专题的分论坛,优秀论文征集和评选,发布2022年度中国超算最佳应用报告、2022年度高性能计算创新案例,同时还举办了包括第十届全国并行应用挑战赛决赛(PAC)、第六届国产CPU并行应用挑战赛(CPC)和第三届ACM中国-国际并行计算挑战赛(IPCC)等在内的多项特色活动,多项权威奖项也在大会期间隆重揭晓。作为中国超算的风向标,CCF HPC China 2022继往开来,在梳理和总结过去一年来我国在高性能计算领域取得的新突破和新成就的同时,也旨在发现新问题、新挑战,致力于为推动数字经济的高质量发展打造更加强劲的算力引擎。
包括人民网、人民日报数字传播、环球网、中国科学报、搜狐科技、澎湃新闻、赛迪网、至顶传媒、CSDN、DOIT等在内的一百余家行业知名媒体,对大会的各项精彩内容进行广泛的宣传报道,引发了业内的强烈共鸣。
新挑战 新动能
12月13日是CCF HPC China 2022的重头戏之一,大会开幕式及特邀主题报告都在这一天。CCF高专委副主任莫则尧主持了开幕式及领导致辞环节。
作为今年大会的东道主,济南在超算方面有着深厚的布局与积累。国家超级计算济南中心是我国首台完全采用自主处理器研制千万亿次超级计算机的诞生地。在数字强省的建设过程中,济南身体力行,面向新一代信息技术领域,不仅成立了高性能计算、智能计算、云计算、大数据等研究团队,而且面向智慧海洋、生态环保、新能源新材料、智能教育、智慧医疗等国家、地方重大应用需求领域开展应用关键技术攻关。近5年来,国家超级计算济南中心已获批国家级、省部级科研项目50余项,项目经费达两亿余元。2022年7月首届中国算力大会在济南市召开,同月,国内首个超算互联网工程也在济南上线。
山东省副省长、中国工程院院士凌文在大会上致辞时表示,山东省高度重视超算产业发展,坚持超算科研与产业化并重的发展思路,以全球首个超算科技园区为载体,建成超算产业新型研发机构,聚力打造超算数字经济生态,大力推进超算互联网重大基础设施建设,在济南率先建成全国首个超算互联网工程,为科技创新和产业发展提供高性能计算、大数据、人工智能等一体化服务,有力助推算力的泛在化发展。凌文指出,未来山东将按照国务院关于支持山东深化新旧动能转换推动绿色低碳高质量发展的意见部署安排,大力支持建设济南、青岛国家E级超算中心,完善国家级、省级及边缘工业互联网大数据中心体系,将秉承科研与产业化并重的原则,大力促进超算经济的发展,推动超算算力的普及应用,用好超算这一利器。
如今,超算已成为大国博弈的关键基础和必争领域。超算也凭借着“算天、算地、算人”的优势,越来越快地融入到人们工作和生活的方方面面。经过多年深耕与创新,中国在超算领域已走在世界前列。
中国工程院院士、CCF会士、大会共同主席陈左宁在致辞时指出,当前,“计算+数据”双驱动,已成为科学研究的新范式。高性能计算推动了数字经济的快速发展,开启了算力赋能数字经济的新篇章。随着“后摩尔时代”的到来,传统高性能计算的资源规模越来越受限,在处理复杂的重大科学与工程问题时面临巨大挑战;同时高性能计算应用的多元化,供需不平衡,以及新兴应用的快速崛起,推动了新型算力基础设施建设,补齐在基础软件、高端芯片、核心器件等关键技术方面的短板迫在眉睫。在新一轮以多元化、融合化为特征的先进计算产业浪潮下,实现高性能计算的可持续发展,应该以国家发展重大战略需求为牵引,不断发展新的范式,深入研究科学智能计算、工程智能计算、“经典-量子”协同的量子计算等先进计算方法,以及新的计算结构,打造以新型算力为基础的软硬件协同的创新生态环境,助推行业赋能,以及数字产业化和产业数字化水平的不断跃升。
齐鲁工业大学(山东省科学院)党委书记、研究员、大会共同主席王英龙介绍说,这是继2011年山东承办第七届CCF HPC China之后,时隔11年,CCF HPC China再次落户山东。齐鲁工业大学(山东省科学院)深入贯彻科教融合的战略,推动国家超级计算济南中心的发展,并辐射带动相关算力产业的发展,取得了很多令人瞩目的成绩。未来,国家超级计算济南中心将积极融入国家算力枢纽建设,创新平台,深度赋能企业,并加快E级超级计算机的研发,更好地支撑数字经济发展。
当前,数字经济快速发展,算力已成为加速数字产业化和产业数字化的关键驱动。而“东数西算”工程的启动,也对数据与算力的布局优化、专业人才的培养、产业生态的建设提出了新的要求。从超算行业的角度,应该抓住当前这一有利时机,不仅要更快地实现从千万亿次到百亿亿次的跨越,更要让超算与不同行业的业务场景深入结合,成为经济高质量发展的助推器。
CCF高性能计算专业委员会主任漆锋滨在致辞时表示,已连续举办了18届的CCF HPC China,累计汇聚了2500多位行业大咖、9万多名参会者以及近百家厂商,是规模最大、规格最高的高性能计算领域盛会。今年的大会是继续深化国际影响力的一届大会,邀请到包括高性能计算领域首位图灵奖获得者、9位中外院士、戈登贝尔奖获得者,以及很多相关专业学会的Fellow等在内的重量级嘉宾,旨在扎根行业应用,深化企业合作,在高性能计算加速发展的窗口期,推动百花齐放格局的形成,引领产业未来发展。
多元化创新 助推行业数字化转型
CCF高专委副主任金海与CCF高专委副主任迟学斌共同主持了12月13日上午举行的大会特邀报告环节。在这一环节中,来自业内的知名专家、教授,与行业头部厂商的代表,就超算技术的演进、应用的创新、趋势的发展进行了详细阐述,指明了未来超算领域的热点和方向,并提出了解决方案。
来自University of Tennessee, Oak Ridge National Laboratory, and University of Manchester的Jack Dongarra先生,是2021年图灵奖获得者。他在大会上发表了题为“High Performance Computing: Where We Are Today And A Look Into The Future”的报告,从宏观和整体的角度,回顾了过去十年超算日新月异的发展,并对未来超算的发展趋势进行了展望。他指出,超算技术与应用的演进极大的影响甚至改变了数值科学软件的发展,未来如何使得新一代软件与算法能在动态的、分布式的、并行的环境中更有效和可靠地应用,将是研究的重点。
中国工程院院士、山东省科学院海洋仪器仪表研究所研究员、大会共同主席王军成在其“HPC+:构建智慧海洋研究新范式”的报告中,面向具体的行业应用场景,探讨了HPC如何更好地助力业务创新。结合海洋科学研究的发展历史,王军成分享了海洋环境监测技术的最新进展,同时深入分析了智慧海洋研究和工程实践的技术挑战,探讨了高性能计算、大数据驱动智慧海洋研究的新范式,并指出推进HPC+智慧海洋工程,是构建国家智慧海洋体系的重要途径。
众所周知,“东数西算”工程针对算力的发展和布局提出了统一规划。中国科学院院士、北京航空航天大学计算机学院教授钱德沛在其主题为“从网格到东数西算:构建国家计算基础设施”的报告中,结合构建基于网络计算技术的国家高性能计算基础设施CNGrid的实践,重点分析了在“东数西算”背景下,我国算力发展的新趋势,以及国家算力基础设施在建设过程中面临的一系列新的技术挑战,并对我国计算基础设施建设的进一步发展进行了展望。
会上,《走向未来的HPC产业白皮书》正式发布,它在大量调研和专业分析的基础之上,勾勒出未来HPC产业发展的全景图,包括面临的挑战、应对策略、市场格局、应用实践等,将更好地引导HPC产业未来的发展。
挑战亦是机遇。作为主要的算力解决方案提供商、服务商,华为、英特尔、AMD、阿里、戴尔、英迈、并行科技等厂商代表,结合各自的战略定位、行业实践,分享了对算力演进与赋能行业创新的经验与思考。国家超级计算广州中心也作为黄金合作参加了本次大会。
今天,高性能计算正从高精尖领域快速迈向更广阔的千行百业,成为数字经济发展的新动能。华为鲲鹏高性能计算总经理张华在主题为“共筑算力新生态 赋能数字新未来”的演讲中表示,秉持伙伴共生、用户共赢、生态共建、产业共荣的合作理念,华为将基于鲲鹏全栈打造鲲鹏高性能计算解决方案,不断拓宽应用边界,并持续优化在高性能计算领域的布局,以推动产业蓬勃发展和生态建设。
数据爆发与数字化创新为个人、企业和社会带来了切实的价值。“东数西算”工程将拉动能源绿色化及节能减排,并显著优化和加速新一代通信技术、算力网络和云计算的落地。面对这些机遇和挑战,英特尔软件技术副总裁、英特尔亚太研发有限公司总经理谢晓清在其“芯启数智、共创美好”的主题演讲中表示,英特尔承诺开发更加可持续和开放的计算解决方案,开放硬件和软件生态,基于数据中心的创新合作,共同推动先进绿色数据中心建设,助力“双碳”目标实现。
AMD大中华区技术总监刘文卓在其主题为“欲穷千里目,更上一层楼!AMD EPYC开启5纳米算力新纪元”的主题演讲中谈到,在Zen核心制程上,AMD从14nm、7nm到5nm一直在不断前进,AMD EPYC处理器也创造了多项世界纪录。在当前“双碳”的背景下,通过架构的改进和技术的创新来提高算力,进而助力数据中心基础设施的绿色低碳发展是AMD的核心任务。
北京并行科技股份有限公司董事长陈健,结合公司在超算商业化方面的成功实践,分享了“东数西算,超算中心新基建、新运营、新服务”的报告内容。他介绍说,并行科技从2015年起便着手在算力运营方面进行布局与深耕,已经聚合了全国20多家超算中心的资源,初步构建起互联互通的超算云服务模式,有效解决了超算中心布局供需失衡、绿色集约等问题,为“东数西算”工程的落地实施提供了一种可行的参考范式。并行科技希望通过在超算商业化运营模式方面的先行先试,开辟一条既能有效减少各级政府重复建设,又能让超算中心利用率最大化的新的商业化发展道路。
产学研深度融合 加速产业变革
12月13日下午,大会继续邀请业内专家和厂商代表,以特邀报告的形式,就高性能计算与行业应用的深度融合,以及未来发展趋势等进行了交流与分享。CCF高专委副主任卢凯主持了这一环节。
中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所学术委员会主任孙凝晖在主题为“算力基础设施的若干思考与实践”的报告中,详细介绍了算力网的技术演进,中科院计算所在第三代算力网方面的几项技术创新工作,以及信息高铁——第三代算力网试验场的实践情况。算网融合是大势所趋,也是“东数西算”均衡发展的重要方向,它使得网络从以前的连接算力转为能够感知、承载和调配算力。而所谓的信息高铁,就是要将广域环境中的云、边、端算力资源高速连接在一起,形成高效的算力互联基础设施,为行业用户提供高通量、高品质、高安全的智能信息服务。
在化学、材料、能源等领域,以前传统的设计方法大多依赖经验法则、中试规模开发和工艺设备测试,一项新技术的研发周期可能长达20年之久。加拿大工程院院士、美国路易斯安那州立大学化学工程系首席教授Krishnaswamy Nandakumar在主题为“Perspectives on HPC enabled manufacturing innovations in Chemical Process Development”的报告中,探讨了如何采用高级计算建模工具帮助企业最大程度地减少对中试规模实验的依赖。他以成功案例说明,通过多相流建模与过程诊断,并结合过程优化和控制的方法能够实现设计的变革。
材料模拟是HPC的主要应用类别之一。中国科学院半导体研究所、北京龙讯旷腾科技有限公司首席科学家、美国物理学会会士、戈登贝尔奖首位华人获奖者汪林望就“材料科学中的高性能计算展望”进行了分享。他指出,工业领域计算面临将原本基于连续介子的有限元模拟(CAD)改为基于量子力学的原子模拟 (Q-CAD),这将引领行业变革,可以设计出没有任何参数的新材料。另外,HPC功率的增加也带来算法的变化,包括从线性标度量子力学方法到用于大规模模拟的机器学习力场方法。未来的材料创新除了要充分利用现代HPC集群,还要考虑新一代的材料模拟软件架构。
2021年被称为元宇宙元年。虚拟世界的人工智能内容生成、图形实时交互显示等都离不开强算力的支持。超算、云计算和边缘计算等技术为元宇宙提供了算力基础。国家超级计算长沙中心副主任、长江学者、湖南大学“岳麓学者”教授、博导彭绍亮在会上做了“超算算力构建元宇宙健康数字孪生”的主题报告。他介绍说:“元宇宙时代‘线上+线下’的工作生活方式带来了新的医疗健康问题。我们研发的‘数字疗法’软件和电子药,形成了一套从防控到治疗的系列解决方案,目前已在湘雅医院、湖南省人民医院等多家三甲医院测试应用。构建元宇宙中永恒的健康数字孪生,将彻底改变人们的求医和健康生活方式。”
行业客户需求灵活多变,技术迭代不断加快,超算的应用领域持续拓展,作为厂商,应该如何发力,又怎样应对呢?
联想高性能计算与人工智能营销总经理于涛做了以“新算力 新动能——联想HPC绿色低碳计算”为主题的报告。经过20年的发展,联想已经跻身国际一流HPC厂商之列,其HPC系统部署在全球18个国家和地区,并连续10次在全球TOP500中排名第一(套数)。随着HPC技术的发展,以及“双碳”目标的提出,液冷技术在HPC系统中的应用越来越普遍。联想的温水制冷技术运用于HPC系统中,在全球的部署超过5万个节点,分布在8个国家和地区。HPC液冷将迎来爆发拐点。
阿里云计算有限公司、阿里巴巴集团研究员、阿里云智能弹性计算&无影产品线负责人张献涛就“云上协同,助力产业”这一主题进行了分享。自从2017年发布弹性高性能计算平台以来,阿里云一直与合作伙伴协同共进,推动高性能计算在行业的快速落地。当前,主流的HPC应用开始向云上迁移,云计算的出现有效降低了HPC的应用门槛;HPC与大数据、人工智能等技术不断融合,创造出更加丰富的应用场景;多种超算服务形成互补,将技术创新和行业高质量发展推向深入。
会上正式公布了“2022年度高性能计算创新案例”,这些成功案例是优秀行业应用经验的沉淀,可以在更多行业和场景中进行复制,从而进一步推动高性能计算的普及应用,助力企业的数字化转型。
经企业自主申报,以及大会组委会的层层遴选,12月13日晚,CCF HPC China 2022揭晓了“解决方案奖、产品创新奖、技术创新奖“三大重磅奖项。济南超级计算中心有限公司应用软件SaaS化解决方案、中山大学(国家超级计算广州中心)数字化生产力解决方案荣获解决方案奖;产品创新奖包括北京北龙超级云计算有限责任公司算力服务创新奖、阿里云弹性高性能计算平台(E-HPC)HPC产品创新奖、戴尔(中国)有限公司戴尔科技PowerEdge R750 DAOS高性能分布式存储系统产品创新奖、超威半导体产品(中国)有限公司第四代EPYC(霄龙)处理器产品创新大奖;技术创新奖包括北京并行科技股份有限公司中国算力网络运营服务卓越贡献奖、联想(北京)信息技术有限公司吉利汽车联想智算云解决方案技术创新奖、英特尔(中国)有限公司并行计算架构创新奖、华为技术有限公司鲲鹏高性能计算技术创新奖。
CCF HPC China已经连续举行了18届,它就像是播种机,让高性能计算从星星之火逐渐形成了燎原之势,有效促进了高性能计算领域产学研用的协同发展。未来,CCF HPC China将继续推动高性能计算领域新概念、新方法和新模式的不断涌现。
关注CCF HPC China 2022大会的网站(//www.ccfhpc.cn),可线上观看大会其他精彩内容。
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全国高性能计算学术年会(National Annual Conference on High Performance Computing,简称CCF HPC China)是高性能计算领域全球最具影响力的三大超算盛会之一,与德国ISC超算盛会、美国SC超算盛会比肩。CCF HPC China创办于2005年,已先后在北京、上海、深圳、无锡、长沙、桂林、广州、西安、合肥、青岛、内蒙古、郑州、珠海等多地举行,旨在通过汇聚前沿学术成果、展示创新应用技术、交流创造行业价值,促进超算技术应用生态与科研、产业数字化升级转型,打造全球化、开放式HPC技术、学术共享交流平台,促进信息化与工业化的深度融合,推动中国高性能计算的发展。
