高性能計(jì)算已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、氣象預(yù)報(bào)、生物信息學(xué)、金融分析等眾多領(lǐng)域。尤其在人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)快速發(fā)展的今天，高性能計(jì)算的應(yīng)用范圍正進(jìn)一步擴(kuò)大，成為科學(xué)研究，重大課題攻關(guān)的關(guān)鍵支撐力量。

　　在科研創(chuàng)新的征途上，算力的角色愈發(fā)顯著，成為推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵力量。正如諾貝爾獎(jiǎng)得主威爾遜所言：“當(dāng)今科學(xué)研究的三大支柱為實(shí)驗(yàn)、理論，以及計(jì)算?！痹谶@一背景下，高性能計(jì)算（HPC）已不僅是衡量高?？蒲袑?shí)力的重要指標(biāo)，更是其發(fā)展?jié)摿Φ南笳鳌?/p>

　　作為教育部直屬的全國(guó)重點(diǎn)綜合性大學(xué)，蘭州大學(xué)先后入選國(guó)家“211工程”“985工程”和“雙一流”建設(shè)高校，并始終站在學(xué)科交叉與科研創(chuàng)新的前沿。目前，蘭州大學(xué)在化學(xué)、物理、生物、資源環(huán)境、大氣、工程力學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域擁有科研優(yōu)勢(shì)，高性能計(jì)算平臺(tái)為科研人員提供了快速實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破的強(qiáng)大動(dòng)力。通過與華為等科技企業(yè)的合作，蘭州大學(xué)已經(jīng)構(gòu)建起西北地區(qū)算力最強(qiáng)的超算中心，在支撐自身科研創(chuàng)新和人才培養(yǎng)的同時(shí)，也推動(dòng)了高性能計(jì)算在教育行業(yè)的廣泛應(yīng)用。

　　日前，在蘭州大學(xué)主辦的“算無界 智未來一2024蘭州大學(xué)高性能計(jì)算創(chuàng)新研討會(huì)”上，蘭州大學(xué)更是全面深入分享了自身在高性能計(jì)算的最新成果和應(yīng)用實(shí)踐，也為推動(dòng)高性能計(jì)算與人工智能的融合，促進(jìn)HPC+AI技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和深入研究提供了新思路和新方法。

異軍突起

高性能計(jì)算成為科研利器

　　今年4月，在2024世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽（ASC24）總決賽中，蘭州大學(xué)超算團(tuán)隊(duì)再次取得一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。ASC世界大學(xué)生超級(jí)計(jì)算機(jī)競(jìng)賽作為世界三大超算競(jìng)賽之一，旨在通過大賽平臺(tái)推動(dòng)各國(guó)及地區(qū)間超算青年人才交流和培養(yǎng)，提升超算應(yīng)用水平和研發(fā)能力，發(fā)揮超算的科技驅(qū)動(dòng)力，促進(jìn)科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。

　　對(duì)于蘭州大學(xué)來說，這一成績(jī)的取得，與學(xué)校在超算中心建設(shè)上的持續(xù)投入密不可分。自2006年蘭州大學(xué)首個(gè)高性能計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目正式投入使用，標(biāo)志著蘭州大學(xué)高性能計(jì)算領(lǐng)域的研究步入正軌，促進(jìn)了交叉學(xué)科的發(fā)展，增強(qiáng)了學(xué)校的科研實(shí)力和交叉學(xué)科人才培養(yǎng)。

　　2019年蘭州大學(xué)超算中心成立，為師生提供了更加便捷的高性能科學(xué)計(jì)算服務(wù)，滿足了多個(gè)學(xué)科對(duì)大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算和海量存儲(chǔ)的需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)校高性能計(jì)算資源統(tǒng)一管理，高效使用和可持續(xù)發(fā)展。

　　2020年6月，蘭州大學(xué)超算中心完成高性能計(jì)算平臺(tái)一期建設(shè)，浮點(diǎn)計(jì)算能力達(dá)到1218萬(wàn)億次，并配備4PB存儲(chǔ)，總核數(shù)達(dá)到12304個(gè)。此次建設(shè)，華為基于自身在數(shù)據(jù)中心以及高性能計(jì)算領(lǐng)域的深厚積累，為蘭州大學(xué)提供了包含模塊化數(shù)據(jù)中心、計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全等在內(nèi)的一整套高性能計(jì)算解決方案。

　　面對(duì)日益復(fù)雜的科研任務(wù)、不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)處理需求以及AI等新興技術(shù)領(lǐng)域的快速崛起，蘭州大學(xué)現(xiàn)有超算系統(tǒng)的計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源逐漸顯現(xiàn)出不足，難以滿足日益增長(zhǎng)的研究需求。蘭州大學(xué)超算中心攜手華為開展了高性能計(jì)算二期建設(shè)，新增6PB存儲(chǔ)、11680核，全面提升了超算系統(tǒng)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和服務(wù)效率。

攜手共進(jìn)

全面激活高性能計(jì)算支撐力

　　為避免計(jì)算資源浪費(fèi)、解決運(yùn)維管理復(fù)雜、提升用戶體驗(yàn)等問題，蘭州大學(xué)借助華為在教育行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的豐富實(shí)踐和生態(tài)伙伴的整合能力，與華為等科技企業(yè)聯(lián)手打造基于容器的HPC解決方案。

　　蘭州大學(xué)超算中心通過構(gòu)建國(guó)內(nèi)首家大規(guī)模容器部署的高性能計(jì)算平臺(tái)，完成了統(tǒng)一HPC資源池建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了資源的靈活調(diào)度和動(dòng)態(tài)釋放。容器HPC的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在多個(gè)層面，包括支持計(jì)算課程教學(xué)、快速部署復(fù)雜應(yīng)用、資源預(yù)留和保障重點(diǎn)項(xiàng)目、解決傳統(tǒng)超算軟件依賴沖突問題，以及支持新興計(jì)算模式和圖形交互式計(jì)算。

　　蘭州大學(xué)超算中心的平臺(tái)服務(wù)模式也實(shí)現(xiàn)了全面升級(jí)，包括共享集群、獨(dú)占集群和私有實(shí)例，滿足了不同用戶和院系的需求。通過統(tǒng)一規(guī)范化管理，平臺(tái)資源利用率大幅提升，二期高性能計(jì)算資源利用率最高達(dá)到85%。

　　依托高性能計(jì)算平臺(tái)，蘭州大學(xué)超算中心已經(jīng)為150個(gè)研究方向、超過300個(gè)研究項(xiàng)目提供了科研支撐，包括全球天氣變化、動(dòng)植物基因組、新材料探索、藥物研發(fā)等多個(gè)領(lǐng)域的研究，促進(jìn)了482篇SCI論文的發(fā)表。此外，超算中心還在提升學(xué)科交叉，推動(dòng)AI for Science實(shí)踐，強(qiáng)化高性能計(jì)算培訓(xùn)，提升用戶高性能計(jì)算應(yīng)用水平，為學(xué)校培養(yǎng)專業(yè)性、系統(tǒng)性、交叉性科學(xué)計(jì)算專業(yè)人才發(fā)揮重要作用。

提速科研創(chuàng)新

邁向高性能計(jì)算新征程

　　在藥物研發(fā)中，一個(gè)新藥的研發(fā)周期可能要耗費(fèi)26億美元，90%的新藥研發(fā)在臨床試驗(yàn)和批準(zhǔn)上市過程中失敗。為此，越來越多的科研機(jī)構(gòu)開始借助AI的應(yīng)用，提升新藥研發(fā)成功率。有數(shù)據(jù)表明，借助傳統(tǒng)方式開展新藥研發(fā)過程中，從靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)到I期藥物臨床實(shí)驗(yàn)往往需要5年以上的時(shí)間，而借助AI技術(shù)可將這一時(shí)間縮短到18個(gè)月。

　　如今，蘭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院青年老師正在依托蘭州大學(xué)超算中心，積極推進(jìn)AI在3D藥物設(shè)計(jì)和醫(yī)療診斷中的應(yīng)用；同時(shí)，在醫(yī)療診斷方面，通過打造多模態(tài)醫(yī)療大模型，為病理診斷、智能閱片等提供了有力支撐，使診斷和治療的準(zhǔn)確性和效率得到大幅提升。

　　不僅如此，蘭州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院老師也在基于超算中心所提供的算力，通過建立介觀尺度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將微觀層面的神經(jīng)元與宏觀層面的認(rèn)知過程聯(lián)系起來，開展視覺認(rèn)知與類腦計(jì)算研究。

　　2023年，由工信部等六部門聯(lián)合印發(fā)的《算力基礎(chǔ)設(shè)施高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》明確提出，推動(dòng)算力結(jié)構(gòu)多元配置，逐步提升智能算力占比，推動(dòng)智能算力與通用算力協(xié)同，滿足不同類型算力業(yè)務(wù)需求。

　　蘭州大學(xué)超算中心順應(yīng)智能計(jì)算發(fā)展趨勢(shì)，繼續(xù)與華為等科技企業(yè)攜手并進(jìn)，共同探索高性能計(jì)算的新邊界，推動(dòng)HPC與AI的融合發(fā)展；共同助力HPC生態(tài)建設(shè)，探索“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”向“移動(dòng)算力網(wǎng)”的演進(jìn)。

　　征程萬(wàn)里風(fēng)正勁，重任千鈞再奮蹄。面對(duì)高性能計(jì)算發(fā)展的新浪潮，蘭州大學(xué)超算中心也將加快科技創(chuàng)新平臺(tái)、學(xué)科建設(shè)平臺(tái)和人才培養(yǎng)平臺(tái)建設(shè)，為培養(yǎng)科研人才、產(chǎn)出創(chuàng)新成果貢獻(xiàn)力量，助力國(guó)家科技進(jìn)步與發(fā)展。

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