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數字化社會需要龐大的算力,現在百億億級的算力相當于1000個AlphaGo的計算能力。與大咖對話,了解網絡如何助力超算及人工智能的算力提升。
文/華為數據通信產品線營銷經理?李新元
“華為全聯接2021”大會上,華為數據通信產品線數據中心網絡領域總裁王雷邀請中國科學技術大學李京教授、西安市雁塔區科技和工業信息化局薛瑛局長共同探討了華 為超融合數據中心網絡如何助力超算及人工智能的算力提升,並分享了對超算應用的思考和暢想。
在科幻巨作《三體》中,劉慈欣有這樣一段描述︰“它們後面是世界上最強大的計算機,每秒可進行500萬億次的浮點運算。”這是第二位面壁者雷迪亞茲看到的人類最強的計算力,用于頂尖的核爆模擬。這里面有一個非常難以想象的數字︰500萬億次。
2024年09月20日,中國的鵬城雲腦II以頂尖性能獲得了世界超算大會IO500排行的冠軍,按照規劃,它的速度將超過每秒百億億次浮點運算,是《三體》中所描述的計算機的2000倍。該數字表明,超級計算已經從幻想走進現實。
超級計算機的算力非常強大,我們應該怎麼理解和想象百億億次?
王雷︰百億億次是一個非常大的計算能力。它用科學技術的表達法,應該是1018,相當于我們現在50萬台最新筆記本電腦的算力之和。幾年前,第一次在圍棋上戰勝人類的人工智能AlphaGo,其依托的就是一個千萬億級超級計算機的計算能力,而現在百億億級的計算能力,則相當于1000個AlphaGo的計算能力。
李京︰這是一個算力的衡量標準。目前,我國在“十四五”規劃綱要中已明確提出要建設E級和10E級超級計算中心,以增強數據的感知、傳輸、存儲及運算能力。所謂的E級,就指的百億億次,即1000P。
超級計算機是不是就是把很多個計算機摞到一起?
李京︰超算界有句名言叫“1+1<2”,例如,如果將100台機器加在一起,其是否就相當于100台機器的算力呢?當然不是,當把兩個計算單元連接在一起時,要想讓它協調工作,將涉及到很多層面的協調,而最底層則必須保證它們的通信是暢通的。如果通信通道無損,就會使整個通信的時延小、效率高。華為為我們研制的無損網絡,就是來解決通信的問題。
王雷︰準確地講,超級計算機應該是超級集群。從外觀上看,只是一堆計算單元聚集在一起,實際上它們背後還有超高速的網絡,依托高速的網絡,計算單元才能高速運轉。因此,超級計算機不僅僅是計算機的簡單疊加,背後還需要有超高速無損網絡的支撐。
薛瑛︰無論是超算中心,還是人工智能計算中心,都需要通過高速的網絡和軟件,將物理上分散的計算設備統一管理起來,形成一個邏輯上統一的算力集群,即可按需使用的算力資源池。西安未來人工智能計算中心采用華為超融合數據中心網絡後,實現了以太網的零丟包,算力和算效都獲得了極大的提升。
以太網天生就是丟包的,為什麼華為會想到解決這個困擾了以太網40年的問題呢?目前,華為是否已經解決了這個極具挑戰性的技術難題?
王雷︰早在兩年前,華為就已經突破了這個技術難關。在做與計算相關的投資及研究之初,科學家們就發現,對服務器進行簡單累加,算力並不能產生相應的線性增長。例如,將GPU服務器的數量增加一倍,算力僅增加了4%。經過對計算過程的分析定位後,科學家發現其原因在于傳統以太網的丟包現象,0.1%丟包就會導致50%的算力損失,即一半服務器的算力是浪費的。基于此,華為開始研究如何讓以太網實現零丟包,最終在兩年前解決了這個問題,從而實現了算力100%的釋放。
大家都說數字經濟已經進入“算力時代”,超級計算與老百姓的生活是否有關系呢?
王雷︰從傳統意義上講,老百姓確實覺得超級計算距離我們的日常生活還很遠,因為目前這項技術主要用于天氣預報、地震監測、人類基因檢測等較為高大上的應用。而實際上,超級計算已經離我們的日常生活非常之近了。例如,近年來新款汽車越來越多,種類越來越豐富,價格也越來越親民,其背後就是超算在起作用。
在汽車制造過程中,有一項耗時周期較長,投入較高的汽車踫撞試驗。如果使用實體車進行試驗的話,每次的踫撞都會導致試驗車報廢,試錯成本高達上百萬元。如果使用超級計算機進行仿真模擬試驗,可以使新車的研發周期從36個月縮短到12個月。而采用華為超融合數據中心網絡,還可以將時間進一步縮短。
李京︰超算與我們的關系,可以從當前的一個熱點公共衛生的角度來看。比如,新冠疫情爆發初期,大家對新冠疫情的認識尚不充分,後來經過大量分析發現,“免疫風暴”是導致致病率提升的一個重要因素,在這一研究過程中,超算就起了很大作用。中國科技大學的科學家與科大附一院的醫生通過共同研究發現,正是由于人體的免疫系統對入侵病毒的過度反應,才造成了人類的某些正常功能受到影響,進而導致該功能的衰竭。在超算的支持下,他們發現了一種切斷免疫風暴傳遞途徑的方法,後來在武漢成功應用,挽救了一部分人的生命。
薛瑛︰如果把AI算力比喻為電力的話,AI計算中心就像是一個大型的發電站,AI的應用就像電的應用一樣,會深入到各行各業,走進千家萬戶,與每個行業、每個人息息相關。在政府治理和城市管理中運用AI之後,城市的管理將會更加精準化,例如自動駕駛、車牌識別等都是AI在日常生活及城市管理中的一些具體應用。
結語
愛因斯坦曾說過這樣一句話——你不能用制造問題時的同一水平思維來解決問題。我們人類是在制造問題與解決問題的歷史進程中不斷繁衍發展的,因此,對于超級計算機、人工智能的種種認識,都將隨著科技的進步而逐漸明朗起來,而超算領域的技術創新,會在這一進程中扮演重要的角色。我們相信,華為的技術創新可以為行業和重要應用領域的科學研究、經濟建設及社會發展提供優質的算力基礎設施,助力各方共同邁進算力時代。