高性能計算與人工智能計算有何異同？為何要將多個算力中心聯成算力網絡？未來世界又將怎樣被算力網絡改變？

2021年10月，以“智算賦能 • 共贏未來”為主題的2021 CCF全國高性能計算學術年會(簡稱CCF HPC China 2021)在珠海橫琴召開。作為全球三大高性能領域的學術會議，CCF HPC China 2021是我國在高性能領域硬實力的一次綜合展示。大會期間，華為集群計算總經理朱照生接受了記者的專訪。

一枚硬幣的兩面：高性能計算和人工智能計算

從語音識別到人臉識別，從自動駕駛到精準醫療……近年來，人工智能的發展為人們所熟知，而這背后都有賴于算力的支持。

在朱照生看來，算力已經成為一個國家數字經濟發展的基礎和數字世界的生產力。而高性能計算和人工智能計算，構成了算力這枚完整硬幣的兩面。

不過，對于高性能計算和人工智能計算，不少人還存在概念上的混淆，甚至會簡單通過數值比較兩者的算力來評判其優劣。朱照生介紹，高性能計算與人工智能計算各有千秋，高性能計算對字長的要求高，而人工智能計算則對IO能力，即輸入輸出的能力要求非常高。同時，高性能計算的任務主要是進行數值模擬，如各類科學與工程的計算；而人工智能計算則主要做各類視覺、語音、文本、語義類計算等數據擬合方面的工作。

受訪者：華為集群計算總經理 朱照生

“就好比一個是大卡車，一個是大巴車，雖然理論上也可以用大卡車運送旅客，用大巴車運送貨物，但質量及效率肯定不是最佳的。”朱照生舉例說。

事實上，物理世界的需求是多樣的，既需要擅長運送貨物的卡車，也需要乘坐舒適的大巴車。而很多應用場景更無法單獨依靠高性能計算或人工智能計算來高效完成。如天氣預測、材料設計、藥物發現等，都需要高性能計算與人工智能計算的相輔相成。

“技術要想長久發展，更好地服務于社會，它的各個方面都要非常均衡、全面地發展。無論是做科學探索還是技術創新，或是企業的生產應用，計算的需求一定是均衡和全面的。”朱照生直言，“高性能計算與人工智能計算分別解決不同的計算問題，他們之間是一個很好的互補關系。”

未來，高性能計算與人工智能計算能否融合成一種“大一統且各自高效”的計算集群？朱照生認為，可能要把答案留給未來。

“也許未來會有這樣的集群出現，可以同時承載這兩種類型的計算需求。但從目前來看，我們認為還應該并存，各自做好各自的事情，就像人的左右腦和左右手一樣，各有擅長之處。”他說。

兩個問題期待算力網絡破解

隨著數字經濟進入發展新階段，算力已成為基礎的核心資源之一。然而，對于很多科學研究人員及企業研發人員來說，算力仍然是一個“奢侈品”——一方面，獲取成本太高；另一方面，使用門檻也很高。

對于算力的成本，朱照生舉例，目前，在計算流體力學（Computational Fluid Dynamics，CFD）領域中，一個發動機葉片的仿真就需要1000核計算1周的時間，當前的算力平臺顯然無法支撐發動機全量的仿真計算，而建設一個這樣的算力平臺，可能需要一兩年甚至更長的時間，因此，無論是時間成本還是財務成本，對于很多機構來說都難以承受。

鑒于此，算力平臺的集約化建設、服務化使用勢在必行。這就好比集中供電的演進，電在發明初期，大家需要自己購買發電機，可謂費時費力費錢，而1882年愛迪生在紐約建起第一座中央發電廠后，通過集中供電就可照亮整個曼哈頓。

算力中心的建設，可使企業、科研機構及高校甚至個人按需租用，快速便捷地獲取可靠、可信、普惠的算力服務。同時，這種方式還可以形成一個專家加行家的產業生態圈，通過高性能計算、人工智能計算專家與各領域行家專業知識的快速融合，創造更多價值。此外，集約化建設還可在節能減排的同時，通過軟硬件聯合優化提升算力的利用率（Computing Usage Effectiveness，CUE），即提升應用真實獲取的性能，也就是有效算力。

未來，一個個獨立的算力中心還可連成算力網絡。朱照生說，算力網絡的本質是服務化，從最終用戶的角度來看，算力網絡要解決兩個問題：第一個是廣覆蓋，用戶無論是在算力中心附近，還是在沒有建算力中心的區域，都可以使用算力，獲取均衡、無差別的服務；第二個是深應用，讓用戶能深度應用起來。為滿足用戶多樣性的需求，在實踐中，可以考慮將高性能計算中心、人工智能計算中心與一體化大數據中心進行統一規劃和一體化建設，形成一個整體的解決方案，無疑能讓算力服務的效率更高、使用更便捷。

今年5月，國家四部門在聯合發布的《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》中，明確提出將布局全國算力網絡樞紐節點，啟動實施“東數西算”工程，構建國家級算力網絡體系。

未來，“算力網絡”將登上歷史舞臺——像電網把發電站連接起來一樣，通過對算力中心進行聯網，為廣大用戶提供算力服務。

“基礎設施類服務的特點是覆蓋廣、易使用，作為數字世界生產力的算力也不例外。多個算力中心相互聯接，形成一種廣覆蓋、提供易于使用的算力服務，是算力發展的必然趨勢。”朱照生說。

3年后或迎來算力網絡發展的“黃金時代”

第二次工業革命是電力引領人類從“蒸汽時代”走向“電氣時代”，而電網的建立，則讓電力走進千家萬戶，成為電氣時代走向繁榮的重要標志。以信息技術為先驅的第三次工業革命，背后的支撐是互聯網的發展與普及。

朱照生認為，未來3～5年，將是算力網絡發展的“黃金時代”，算力網絡有潛力像曾經的電網及現在的互聯網一樣，更好地服務于物理世界。然而，要盡快實現這種雄心，就要盡可能讓算力成為普惠易得的基礎設施類服務。

“未來的計算將更加自由，無論是在西部的邊陲，還是東部的上海，用戶都可以隨心所欲地享受按需計算。而且數據集也不需要再拿硬盤、光盤去拷貝，因為算力中心已經匯聚了足夠豐富的數據集，用戶想要什么，鼠標點一下拖過去，把他的構想放進去就可以計算。”朱照生這樣描繪未來的場景。

對于中國如何抓住新一輪數字經濟發展的機遇，朱照生說：“首先，我們應該集中力量辦大事，建好多樣性算力中心，形成算力網絡，以算力網絡激發千行百業的智力資源，匯聚各類大模型、大應用；其次，降低科研機構、企業及個人的使用門檻。如果我們的工業都能按需獲取算力服務，整個工業一定會上一個更大的臺階。”