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  • 致广大、尽精微,曙光问道算力服务“神经系统”

  • 发布日期:2022-06-11 22:20    点击次数:74

    历史上,生物有机体及其器官常常是科学家和哲学家们思考问题的 " 原型 "。一个典型的例证是,计算产业从诞生的那一刻起,就与大脑结下了不解之缘。

    众所周知,计算机正是以 " 大脑 " 为参照而诞生的。计算机之父冯 · 诺依曼在《计算机与人脑》一书中,将计算机与神经系统进行类比。以深度学习为核心的第三次人工智能浪潮,源于对人脑神经网络的模拟。类脑计算,被视为下一个极具潜力的技术突破方向。

    大脑之于计算产业,具有某种 " 普适 " 价值。这种 " 普适性 " 也体现在,如果将目前如火如荼建设中的算力基础设施,与大脑的神经系统相类比,可以让我们对东数西算工程等的认识更为深刻,并从中获取灵感,以收获更好的产业效用。

    如果说 IDC、智算中心等基础设施是负责生产算力的 " 神经元 ",如火如荼建设中的东数西算工程则希望将幅员辽阔的算力连接成 " 神经网络 ",而算力要传输到千行百业,则离不开 " 神经中枢 " ——算力服务的协调与调度。

    近期,中科曙光就以大脑神经系统为参照,推出 " 三位一体 " 算力服务原型,打通算力流通的关键环节:算力神经元 - 算力神经中枢 - 算力神经网络,以实现供需双方的流畅对接。

    中国人常说," 物有本末,事有始终。知所先后,则近道矣 ",曙光将生产侧和需求侧,如同神经系统一样连接起来,形成一个完整链路,颇有一点 " 道 " 的味道。

    算力的流动,真的可以像人脑一样高效、智慧、低能耗,助力产业数字化的 " 知行合一 " 吗?

    问道:

    算力向产业奔涌的神经 " 断点 "

    有来自西部地区的高校师生曾告诉我:AI 虽好,但板卡 GPU 太贵,优质算力资源对于经费有限的他们来说,十分奢侈。

    有养猪场的老板表示:算力支出这部分预算是有的,也很希望引入 AI 做猪体温监测、猪脸识别,但 AI 应用的开发迭代门槛太高,招不到会用的人。

    也有天文地理生物等科研院所的科学家表示,基础科学与先进计算的融合创新越来越紧密,但计算需求庞大,训练一个算法模型往往耗时许久,一旦过程中服务不稳定导致中断,就要重来,这个过程消耗了大量搞研究、做创新的时间和精力。

    其实,这些朋友遇到的问题可以用一个词来形容,那就是:算力 " 断点 "。

    神经信号在传输中遭遇断点,放在人身上就是 " 偏瘫 "。算力从生产端到应用端的整个过程中如果存在断点,就会出现供需错配,导致算力价值无法充分为产业所用。

    以神经系统的运行模式为类比,能更清晰地理解算力 " 断点 " 主要在何处——

    1. 供给端:多样化算力的断点。神经元收集信号并传递给神经中枢,正是因为有了视觉、触觉、听觉、嗅觉等多种神经信号,人类才理解丰富多彩的世界。在真实的数字经济中,千行百业对于算力的需求也是多元化的,需要多样算力融合供给。目前,一些算力中心资源比较陈旧,难以满足千行万业对多样化算力的需求。

    2. 连接通道:算力网络的断点。如果神经元信号在传输过程中遇到 " 断点 ",人体自然也就接收不到大脑的指令。目前,全国的 " 算力神经元 " 还没有全面联结成网,算力资源在全国范围内还存在区域部署不均的情况。一些厂商的算力网络,只在某个区域内零星布局,没有互联互通,就会出现一些行业无法充分享用到海量、普惠的算力资源,而一些地区的算力资源却在空置,这也是东数西算工程搭建全国算力一张网所希望改变的局面。

    3. 需求端:垂直场景落地应用的断点。大脑指令通过神经系统传导到人体,激活相应的生理活动,人才能做到 " 知行合一 "。而对于产业应用侧来说,人才缺失、技能缺失、经验缺失,自然很难用好算力、服务于数字化实践。算力想要转化为生产力,打通应用 " 断点 ",离不开解决方案、产品服务等支持。

    供需之间的这些断点,都是算力服务需要 " 粘合 " 的地方。不过,基建容易服务难。尽管不少头部厂商纷纷入局,提出了相应的服务方案,但多少还存在一些短板。

    当整个行业都在呼唤一个标准、成熟、能够商业化落地的算力服务方案时,中科曙光率先提出了算力服务的 " 神经系统 ",希望从根本上解决问题。

    寻道:

    三位一体的算力模型

    中科曙光推出的 " 三位一体 " 算力服务原型,正是以大脑神经系统作为参照,从宏观上打通一个个算力断点。

    第一个供给侧的断点打通,依靠丰富算力资源的 " 神经元 "。依托各地先进计算中心、智算中心,如同大脑构造中,负责存储电信号的百亿神经元,提供强劲、多元、高效、绿色的算力资源,为实现统一算力服务建立基础。

    第二个连接侧的断点打通,得益于全面互联的 " 算力神经网络 "。中科曙光将全国范围内多个计算中心进行统筹,形成一个算力资源池,实现了算力高度集成和一体化运营。

    第三个需求侧断点的打通,则取决于一体化资源协同调度的 " 算力神经中枢 "。基于 Access ( 通路 ) 、Acceleration ( 加速 ) 、Automatic Collaboration ( 协同 ) 三大特征,算网中枢能够智慧化、定制化地匹配用户需求,为用户提供最优化的算力资源投资组合,让每一个用户需求 " 适得其算 "。

    通过 AC3.0 算网中枢,计算 " 算力投资组合 ",判断某些任务应该到哪个地区的算力中心区进行计算,从而最大化满足产业应用的多样化算力需求。既可以让各类计算任务和客群都得到快速、高效的服务,也能够提高整个计算资源的利用率。

    证道:

    算力神经中枢的价值几何?

    人脑神经冲动的最高境界是 " 知行合一 ",曙光 " 三位一体 " 算力服务原型,将生产侧和需求侧,如同神经系统一样连接起来,合为一体,加速算力落地应用。

    通过曙光智算 AC 平台,算力得以源源不断地奔涌向广阔的产业原野,与科学计算、工程计算、人工智能三大领域深度融合。

    以目前各行业智能化转型最迫切引入的 AI 为例,曙光智算就面向人工智能企业、高校与科研院所,推出了基于弹性计算 / 混合计算的人工智能算法训练环境,支持 TensorFlow/PyTorch/MxNet/PaddlePaddle/Parrots/MegEngine 等国内外主流深度学习框架,可支持万亿规模参数模型的训练,满足 AI 对超强算力的需求。并且由曙光提供的专业运维服务,按需付费,科研院所、企业组织无需自建、自行维护计算中心,大大加速了 AI for Science 的创新步伐。

    此外,面向不同科研领域的个性化计算需求,曙光还进一步推出了气象海洋领域解决方案、生命科学领域解决方案等,提供差异化能力。以曙光智算联合深势科技开发的 Hermite Uni-FEP 药物设计平台为例,就基于 " 三位一体 " 算力服务原型,让整体计算速度加速比提升 10 倍,为生物新药研发提供算力支撑。

    至此,算力才最终转化成生产力,丰富多彩的应用创新,共同点亮数字经济。

    悟道:

    中科曙光的一以贯之

    方兴未艾的东数西算,吸引了大量行业和企业来分一杯羹。其中,有术者纷纷,问道者难求。中科曙光能够率先看到全国算力网络建设中的 " 断点 ",并以大脑神经系统为原型,打通一体化算力服务体系,这种 " 悟性 " 究竟从何而来?

    中华自古就有 " 吾道一以贯之 " 的说法,中科曙光率先求道,正源于对计算产业的 " 一以贯之 "。

    在中国科学院的推动下组建,中科曙光 20 余年的发展,坚持以技术创新为基因,在高端计算、存储、安全、数据中心等领域形成了深厚的技术积累,也在全国范围内形成了算力优势。构建一个 " 中枢系统 ",对于其他从业者来说也许很难,对于曙光来说,不过是水到渠成的一种必然。

    人脑神经系统的特殊之处在于,既可以包罗万象,致广大于无边;又可以拆解成一个个电子、神经冲动,尽精微至末节。从这个角度理解算力之 " 道 ",正包含着曙光对于计算产业的宏观理解和细节感知。

    三位一体算力服务原型,是计算与大脑在新世纪的又一次精彩碰撞,也指向了下一个宏伟时代。