20 Jahre Ruhm Und Eine Neue Qualitätszukunft – 2024 Die 20. Nationale Akademische Jahreskonferenz Für Hochleistungsrechnen Wurde Erfolgreich in Wuhan Abgehalten

„Die Verkehrsader von neun Provinzen erreicht die Welt, und das Licht des Supercomputings leuchtet im ganzen Land.“ Vom 24. bis 26. September fand die 20. CCF National High Performance Computing Academic Annual Conference (CCF HPC China 2024) feierlich im China Optics Valley Science and Technology Convention and Exhibition Center in Wuhan statt. Gastgeber der Konferenz ist die China Computer Society, gemeinsam organisiert vom High Performance Computing Professional Committee der China Computer Society, der Huazhong University of Science and Technology und der Shanghai Jiao Tong University sowie gemeinsam organisiert von der China University of Geosciences (Wuhan) und Beijing Parallel Technology Co., Ltd.

Unter dem Motto „Zwanzig Jahre Ruhm und eine neue Zukunft“ wird diese Konferenz von 12 Akademikern geleitet und es werden mehr als 400 Spitzenwissenschaftler aus dem Computerbereich daran teilnehmen, um einen akademischen Austausch und besondere Präsentationen durchzuführen. Die Konferenz umfasste außerdem 30 Themenforen und über 30 abwechslungsreiche Rahmenaktivitäten, die den Teilnehmern die Möglichkeit zum größtmöglichen interaktiven Lernen und zum Austausch modernster Technologien boten. Die Zahl der Konferenzteilnehmer überschritt 4.000 und stellte damit einen neuen Rekord dar.

Erinnerung an die glorreiche Vergangenheit und Ausblick auf die neue Qualitätsindustrie der Zukunft

Nach 20 Jahren voller Höhen und Tiefen hat das Supercomputing ein neues Gesicht bekommen. CCF HPC China wurde 2005 gegründet und findet dieses Jahr zum 20. Mal statt. Sie hat sich zu einem der drei einflussreichsten Supercomputing-Events weltweit im Bereich des Hochleistungsrechnens entwickelt und steht auf einer Stufe mit der SC Supercomputing Conference in den USA und der ISC Supercomputing Conference in Deutschland. In den letzten 20 Jahren hat das High Performance Computing Committee der China Computer Society (nachfolgend „High Performance Computing Committee“ genannt) eine professionelle, hochwertige und umfassende Kommunikationsplattform für die Wissenschaft und Industrie sowie für High Performance Computing-Anwender und ausländische akademische Kollegen über eine akademische Plattform wie CCF HPC China aufgebaut und so die schnelle Entwicklung der chinesischen High Performance Computing-Industrie effektiv gefördert. Im Jahr 2024 bietet sich für Chinas Hochleistungsrechner eine wichtige Gelegenheit, die enge Beziehung zwischen künstlicher Intelligenz und der neuen Qualitätsproduktivitäts- und Rechenleistungsindustrie eingehend zu untersuchen. Als führendes Branchenevent, das sich kontinuierlich weiterentwickelt, ist CCF HPC China bestrebt, der Expansion der Branche durch umfassenden Austausch und Zusammenarbeit neue Impulse zu verleihen.

Mit dem Eintritt in die neue Ära der künstlichen Intelligenz müssen Anwendungen der künstlichen Intelligenz die Rechenleistungsbasis kontinuierlich konsolidieren. Als treibende Kraft für die zukünftige Entwicklung ist die Rechenleistung auch ein wichtiger Bestandteil einer neuen Qualitätsproduktivität. Angesichts der neuen wissenschaftlichen und technologischen Revolution und des industriellen Wandels ist eine neue Qualitätsproduktivität ein effizienteres und fortschrittlicheres Produktionsentwicklungsmodell. Dabei steht nicht nur „Neues“ im Vordergrund, sondern vor allem die Steigerung der „Produktivität“ und die Optimierung der Struktur. Hochleistungsrechnen bietet leistungsstarke Rechenkapazitäten für künstliche Intelligenz, Cloud-Computing, Big Data, das Internet der Dinge usw. und ebnet so den Weg für die Schaffung einer neuen Qualitätsproduktivität. Diese CCF HPC China ist eine Konferenz, die eine neue Qualitätsproduktivität ermöglicht und die Freisetzung ihres Werts beschleunigt. Es wird die Hochleistungscomputerbranche meines Landes auf ein neues Niveau heben, indem es hochmoderne akademische Errungenschaften und innovative Technologieanwendungen zusammenführt und präsentiert, Geschäftsszenarien erweitert und das Ökosystem entwickelt und stärkt.

Im Jahr 2023 wird der Umfang der Kernbranche für künstliche Intelligenz in der Provinz Hubei 70 Milliarden Yuan überschreiten, was einer Steigerung von mehr als 301 TP3B gegenüber dem Vorjahr entspricht. „AI+“ hat zudem zu einer Diversifizierung des Angebots an Rechenleistung geführt. Geleitet vom „Aktionsplan zur Förderung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung der Computerinfrastruktur und Anwendungsindustrien in Wuhan (2024–2025)“ fördert Wuhan die qualitativ hochwertige Entwicklung der Computerdienstleistungsindustrie, indem es lokale und sogar nationale allgemeine Computer, intelligente Computer und Supercomputer zusammenbringt, um die vor- und nachgelagerte Angebots- und Nachfragekette der Rechenleistung zu öffnen. Die Gründung von CCF HPC China in Wuhan wird eine positive Rolle dabei spielen, Wuhan beim Aufbau einer „nationalen zentralen Rechenleistungsbasis“ zu fördern. CCF HPC China ist eine Konferenz der Vernetzung und Transformation, die es ermöglicht, mit neuer und leistungsstarker Rechenleistung die wirtschaftliche Entwicklung Wuhans und den Aufbau eines modernen städtischen Industriesystems besser zu unterstützen.

CCF HPC China ist eine in China verwurzelte und international bekannte Veranstaltung. Mit 20 Jahren Erfahrung und unter der Leitung eines inspirierenden hochrangigen Komitees hat CCF HPC China eine riesige Menge an Expertenressourcen zusammengebracht, darunter Turing-Preisträger, Gordon-Bell-Preisträger, in- und ausländische Akademiker, Stipendiaten internationaler Vereinigungen, anerkannte Experten, hochrangige Wissenschaftler, Unternehmenseliten usw. im Bereich Hochleistungsrechnen und deckt damit Zielgruppen aus der wissenschaftlichen Forschung, Bildung, Unternehmen, Institutionen und allen Lebensbereichen ab. CCF HPC China ist zuversichtlicher und zuversichtlicher, eine globale, hochwertige und offene Hochleistungsrechnertechnologie sowie eine akademische Plattform zum Teilen und Austauschen aufzubauen.

Aufbauend auf der Zukunft der vernetzten Welt

Am Morgen des 24. September wurde CCF HPC China 2024 feierlich eröffnet. Professor Jin Hai, Vizepräsident der China Computer Federation (CCF), leitete die Eröffnungszeremonie der Konferenz.

Sun Ninghui, Vorsitzender des CCF, Direktor des Akademischen Komitees des Instituts für Computertechnologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Akademiker der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, hielt im Namen der Organisatoren eine Rede auf der Konferenz. Er sagte, dass im Handumdrehen 20 Jahre vergangen seien und Chinas Hochleistungscomputerindustrie große Fortschritte gemacht und Weltklasseniveau erreicht habe. Mit Blick auf die Zukunft muss das Hochleistungsrechnen weiterhin die Rolle einer „Lokomotive“ spielen, indem es den akademischen und industriellen Austausch kontinuierlich stärkt, das technologische Niveau kontinuierlich verbessert, die externe Zusammenarbeit und den Austausch fördert und die Entwicklung zukünftiger Technologien im Zeitalter des intelligenten Rechnens anführt.

Hochleistungsrechnen gilt als die Krone der Informatik und des Ingenieurwesens und ist ein wichtiges Symbol nationaler Stärke. Als Vertreter des Veranstalters sagte You Zheng, stellvertretender Vorsitzender der China Association for Science and Technology, Präsident der Huazhong University of Science and Technology und Mitglied der Chinese Academy of Engineering, in seiner Rede: „Diese Konferenz setzt die wichtige Aussage von Generalsekretär Xi Jinping, dass die Entwicklung einer Produktivität von neuer Qualität eine inhärente Voraussetzung und ein wichtiger Schwerpunkt für die Förderung einer qualitativ hochwertigen Entwicklung ist, konsequent um. Sie fördert energisch wissenschaftliche und technologische Innovationen, sammelt die neuesten akademischen Errungenschaften, stellt die neusten Anwendungstechnologien vor und fördert die Transformation und Modernisierung des Anwendungs-Ökosystems der Supercomputertechnologie und der Wissenschafts- und Technologiebranche. Die Fortschritte, die mein Land in den letzten 20 Jahren im Bereich des Hochleistungsrechnens gemacht hat, haben unsere Moral gestärkt und uns voller Vertrauen in die zukünftige Entwicklung des Hochleistungsrechnens gemacht.“

Tang Weiqing, Generalsekretär der China Computer Society, erinnerte sich voller Emotionen an die Entwicklungsgeschichte von CCF HPC China in den letzten 20 Jahren. Heute ist die CCF HPC China die Konferenz mit der höchsten Teilnehmerzahl, dem größten Ausstellungsumfang, der größten Zahl teilnehmender Hersteller und dem größten Einfluss unter allen Konferenzaktivitäten der Hohen Kommission. In den letzten Jahren hat sich die China Computer Society rasant entwickelt und man geht davon aus, dass ihre Mitgliederzahl in diesem Jahr die Marke von 120.000 überschreiten wird. Auch das hochrangige Komitee leistet hierzu einen wichtigen Beitrag. Die China Computer Society betreut nicht nur ihre Mitglieder und hat weitere Niederlassungen in Shenyang, Chengdu, Xi'an, Zhuhai und anderen Orten eingerichtet, sondern auch eine große Zahl von Service- und Projektagenturen (insgesamt 283) eingerichtet und ihre Servicekapazitäten erheblich erweitert. In Zukunft wird sich die China Computer Society darauf konzentrieren, die Qualität akademischer Konferenzen zu verbessern, gute Dienstleistungen anzubieten und internationale Entwicklung zu erreichen.

Mit der tiefgreifenden Entwicklung von Anwendungen künstlicher Intelligenz hat sich der Schwerpunkt großer Systemverbindungsnetzwerke allmählich von CPUs auf GPUs verlagert. Die ursprüngliche Absicht der High-throughput Ethernet (ETH+) Alliance und das Ziel künftiger Arbeiten besteht darin, Netzwerkprotokolle zu entwerfen und ein industrielles Ökosystem zu schaffen, das mit einer solchen strategischen Schwerpunktverlagerung zurechtkommt. Auf der Konferenz veröffentlichte die Allianz feierlich das High-Throughput Ethernet Protocol 1.0. Auch in Zukunft wird die Allianz die kontinuierliche Verbesserung des High-Throughput-Ethernet-Protokolls gemäß den Evolutionsregeln jährlicher Hauptversionen und halbjährlicher Nebenversionen vorantreiben. Cai Dezhong, Vorsitzender der High-Throughput Ethernet Alliance, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung der Alibaba Cloud Intelligence Group und Leiter des Infrastrukturnetzwerks, stellte den zukünftigen Entwicklungsplan des High-Throughput-Ethernet-Protokolls vor. Er erklärte außerdem, dass KI-Computing die Netzwerkarchitektur neu definieren werde und Ethernet-basierte Verbindungslösungen zum Mainstream der Branche werden würden.

Konzentrieren Sie sich auf die Kernthemen und erzielen Sie Durchbrüche auf der Basisebene

Vizepräsident Guan Haibing, Direktor des CCF High Performance Computing Committee, leitete die folgende Plenarsitzung.

Wu Jiangxing, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, Direktor des Nationalen Forschungszentrums für Ingenieurwesen und Technologie für digitale Vermittlungssysteme, Dekan des Big Data-Forschungsinstituts der Universität Fudan, Professor und Doktorvater, hat in seinem Bericht „Opening New Paths for Advanced Computing“ die wichtigsten Herausforderungen, denen sich das Advanced Computing derzeit gegenübersieht, eingehend analysiert. Dabei geht es insbesondere um Engpässe bei der Datenverarbeitung, -speicherung und -übertragung sowie die allgemeine Ineffizienz der Computersysteme, den nicht nachhaltigen Energieverbrauch und die immer stärker in den Vordergrund tretenden Probleme bei der Computersicherheit. Angesichts des exponentiellen Wachstums der weltweiten Datenmengen und der Nachfrage nach Rechenleistung ist es für die traditionelle Einzelarchitektur schwierig geworden, die vielfältigen Anforderungen zu erfüllen. Auch das Paradigma, bei dem mit Strom um Rechenleistung konkurriert wird, ist nicht nachhaltig. Um die oben genannten Probleme wirksam zu lösen, schlug der Akademiker Wu Jiangxing eine transformative Strategie auf Grundlage des „Gesetzes der notwendigen Vielfalt“ vor, wobei der Schwerpunkt darauf liegt, „auf Vielfalt durch Vielfalt zu reagieren“ und gleichzeitig die Anpassungsfähigkeit des Systems zu verbessern. Konkret geht es darum, den innovativen Weg des domänenspezifischen kollaborativen Computings mit Hardware und Software (Mimetic Computing) und des Software-Defined System on Wafer (SDSoW) einzuführen und dabei die Rechenanforderungen nach hoher Effizienz, hoher Flexibilität und hoher Leistung zu berücksichtigen. Durch die dynamische Aggregation der Hardware- und Software-Zusammenarbeit und Ressourcenbündelung kann eine dynamische Reaktion auf mehrere Aufgaben, mehrere Algorithmen und mehrere Ressourcen erreicht werden und schließlich ein neues grünes, intelligentes und sicheres Computerparadigma bereitgestellt werden, das den Anforderungen des zukünftigen intelligenten Zeitalters gerecht wird. Dieser innovative Weg bietet neue Ideen und Richtungen für die Systemoptimierung, Ressourcennutzung und Computersicherheit im Zeitalter des intelligenten Computing.

Derzeit widmen Fertigungsunternehmen der künstlichen Intelligenz, dem Deep Learning und großen Modellen große Aufmerksamkeit. Die größte Herausforderung für produzierende Unternehmen besteht jedoch darin, dass es ihnen an gründlicher Forschung und Verständnis für grundlegende Probleme mangelt. In seinem Bericht mit dem Titel „Mehrere grundlegende Probleme von „KI + Fertigung““ wies Li Peigen, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften und Professor an der Huazhong University of Science and Technology, deutlich darauf hin, dass sich die nächste Generation der intelligenten Fertigung auf die folgenden fünf wichtigen Probleme konzentrieren muss: Erstens muss klargestellt werden, dass Daten die Grundlage bilden, und es muss eine datenzentrierte künstliche Intelligenz aufgebaut werden, und Unternehmen müssen ihre Fähigkeit verbessern, aus riesigen Datenmengen wertvolle Informationen zu gewinnen. Zweitens müssen Erkenntnisse aus historischen Daten gewonnen werden, ohne jene Merkmalsdaten zu ignorieren, die scheinbar wenig Einfluss haben. Nur so können wir den hochdimensionalen Raum der Fertigung basierend auf verschiedenen schwachen Signalen besser verstehen. Drittens spiegelt sich im Zeitalter der digitalen Intelligenz die „Handwerkskunst“ der Fertigung in den Daten wider, d. h. die Sensibilität für Daten und das Verständnis der wesentlichen Probleme hinter den Daten. Viertens muss im physischen Raum (Werkstatt) die Integration von IT und OT erreicht werden. Fünftens ist einer der Schlüssel zur Anwendung großer Modelle die Notwendigkeit intelligenter Agenten, die das Modell der Softwareentwicklung und -anwendung untergraben können. Von der Einrichtung persönlicher intelligenter Agenten für Ingenieure und Manager bis hin zur Realisierung des industriellen Metaversums ist es von entscheidender Bedeutung, ein auf intelligenten Agenten basierendes Mensch-Maschine-Kollaborationsmodell zu etablieren. Professor Li Peigen sagte, dass zur Lösung der oben genannten Probleme Wissenschaftler und Experten aus verschiedenen IT-Bereichen benötigt würden, die benutzerfreundliche Methoden und Plattformen bereitstellen.

Mit der rasanten Entwicklung von Hochleistungsrechneranwendungen sind neue Trends entstanden, wie etwa die Integration unterschiedlicher Anwendungslasten und die beschleunigte Integration und Diversifizierung von Prozessorarchitekturen. In seiner Grundsatzrede mit dem Titel „Kollaborative Brancheninnovation, Entwicklung eines neuen Ökosystems für Hochleistungsrechnen“ stellte Ding Zhaohui, Chefarchitekt von Huawei Kunpeng High-Performance Computing, Huaweis Denkweisen und Vorgehensweisen hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit, Praktikabilität und Offenheit des Hochleistungsrechnens vor. Die Philosophie von Huawei besteht darin, branchenorientiert zu sein, mit Brancheninnovationen zusammenzuarbeiten, ein neues Ökosystem aufzubauen und Kunden offene, benutzerfreundliche und praktische Hochleistungscomputersysteme bereitzustellen. In den letzten Jahren hat sich Huawei der unabhängigen Innovation wichtiger Root-Technologien verschrieben. Verbesserung der Basissoftware für Hochleistungsrechnen, Planungssoftware und Toolketten; und gemeinsam mit Partnern Innovationen zu entwickeln, um die Konvergenz und Entwicklung der Branche voranzutreiben, gemeinsam ein Ökosystem aufzubauen und Brancheninnovationen zu ermöglichen. Das Unternehmen hat die Anpassung und Optimierung von über 5.000 Hochleistungsrechner-Softwareprogrammen abgeschlossen und diese in großem Umfang in Schlüsselindustrien wie Meteorologie, Biowissenschaften, fortschrittlicher Fertigung, Bildung und wissenschaftlicher Forschung eingesetzt. Zu diesem Zweck hat Huawei eine End-to-End-Lösung von der Software bis zur Hardware geschaffen: Die Software umfasst hauptsächlich eine wissenschaftliche Computersuite zur Anwendungsbeschleunigung, die Jobplanungs- und Clusterverwaltungssoftware Danube Suite, das Euler-Betriebssystem, das Entwicklungsmigrationstool DevKit usw.; Die Hardware bietet hauptsächlich verschiedene Serverformen rund um den Kunpeng-Prozessor sowie OceanStor Pacific-Speicher, Netzwerke usw.

Grenzüberschreitende Integration und innovative Anwendungen

Die Plenarsitzung in der zweiten Hälfte des Vormittags wurde von Forscher Zhang Yunquan, stellvertretender Direktor des CCF High Performance Computing Committee, moderiert.

„Gehirnähnliche intelligente Rechenleistung wird als neue Produktivkraft im intelligenten Zeitalter enorme Veränderungen für die intelligente Technologie und sogar die menschliche Gesellschaft mit sich bringen“, sagte Zhang Xu, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Direktor des Guangdong Institute of Intelligent Science and Technology. In seinem Bericht mit dem Titel „Forschung zur gehirnähnlichen Intelligenz im intelligenten Zeitalter“ analysierte er das Gehirn, das komplexeste Informations- und Intelligenzsystem. Es wird zu einer Intelligenztheorie und -technologie ähnlich der des Gehirns inspirieren, also zu einer Intelligenztheorie und -technologie, die von der Gehirnforschung/Neurowissenschaft inspiriert ist. Im intelligenten Zeitalter hat das multidisziplinäre, forschungsübergreifende Paradigma der Gehirnforschung dazu geführt, dass sich die Forschung zu gehirnähnlicher intelligenter Informatik und anderen Bereichen der Gehirnforschung angeschlossen hat. Der Akademiker Zhang Xu sagte, dass gehirnähnliches Computing zu einem neuen Paradigma in der Gehirnforschung werde. Es stützt sich auf die Grundprinzipien der Informationsverarbeitung und des Lernens des Gehirns, um neue gehirnähnliche Computersysteme zu entwickeln, die energieeffizient, schnell und intelligent sind. Die entwickelten gehirnähnlichen Computersysteme können die Entwicklung der Gehirnsimulation und des digitalen Gehirns beschleunigen, das Verständnis der Funktionsmechanismen des Gehirns und die Behandlung von Gehirnerkrankungen fördern und die digitale Gehirnforschung und Gehirnmedizin weiterentwickeln. Die neu entwickelten intelligenten Prozessoren mit gepulsten neuronalen Netzwerken haben den Grundstein für den Aufbau groß angelegter, gehirnähnlicher intelligenter Computersysteme gelegt. Mit Blick auf die Zukunft ist es wahrscheinlich, dass die Supercomputerleistung, die dem Gehirn entspricht, die Rechenleistung des menschlichen Gehirns übertreffen wird, was sich auf den Wandel intelligenter Technologien und die Entwicklung der menschlichen Gesellschaft auswirken wird.

Die Computermechanik ist ein relativ alter Zweig der Mechanik. Im digitalen Zeitalter steht es zudem vor den Herausforderungen der Transformation und Modernisierung. Guo Xu, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Professor an der Technischen Universität Dalian, stellvertretender Direktor des Nationalen Schlüssellabors für Strukturanalyse und Optimierung industrieller Anlagen sowie CAE-Software und Vizepräsident der Chinesischen Gesellschaft für Mechanik, sprach in seinem Bericht „Intelligente Mechanik – Computergestützte Mechanik im digitalen Zeitalter“ darüber, dass die sogenannte moderne Mechanik elektronische Computer mit mechanischer Arbeit kombiniert, was sehr eng mit Hochleistungsrechnen verbunden ist, denn nur durch die Durchführung von Hochleistungsrechnen können wir leistungsstarke Methoden der Computermechanik erhalten und die Effektivität von Hochleistungsalgorithmen erzeugen. Angesichts der Komplexität der mechanischen Modellierung und der Schwierigkeit der Berechnungen, die durch die Subjektivität der Modellierung bedingt ist, ist es notwendig, das Forschungsparadigma zu erneuern. Mit der Mathematik als Eckpfeiler und der Weiterentwicklung der künstlichen Intelligenz ist es möglich, das Dimensionsdesaster der Rechenleistung von CAE-Software zu durchbrechen. Im digitalen Zeitalter muss auch die Computermechanik verbessert und zu einer intelligenten Rechenmechanik weiterentwickelt werden. „Computergestützte Mechanik kann nicht als moderne Mechanik bezeichnet werden, wenn sie nicht mit fortschrittlichen Computerparadigmen wie künstlicher Intelligenz und Big Data kombiniert wird“, sagte Akademiker Guo Xu. Unter dieser Leitideologie haben wir das Konzept der intelligenten Computermechanik vorgeschlagen. Dabei handelt es sich um ein theoretisches Methoden- und Werkzeugsystem, das auf der intelligenten Wissenschaft mechanischer Daten basiert und fortschrittliche Rechenleistung nutzt, um mechanische Probleme in Wissenschaft, Technologie und Ingenieurwesen zu lösen. Die intelligente Computermechanik ist die Verbesserung und Weiterentwicklung der Computermechanik im digitalen Zeitalter.

Wang Huaimin, Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Professor an der National University of Defense Technology und Mitglied der China Computer Federation (CCF), und Feng Dawei, assoziierter Forscher an der National University of Defense Technology, haben gemeinsam einen Bericht mit dem Titel „Vom Computing zur Intelligenz: Materialwissenschaften als Fallstudie“ vorgelegt. Im Zeitalter des intelligenten Computing hat „AI for Science“ nicht nur den Fortschritt der wissenschaftlichen Grundlagenforschung gefördert, sondern auch neue Chancen und Herausforderungen für die Entwicklung von Hochleistungsrechnern und Technologien der künstlichen Intelligenz mit sich gebracht. Der aktuelle Schwerpunkt der praktischen Anwendungen von AI for Science liegt auf der Kombination spezifischer Anwendungsszenarien der wissenschaftlichen Forschung und der vollen Ausschöpfung des Potenzials von Hochleistungsrechnen und künstlicher Intelligenz bei Big-Data-Analysen, Simulationsrechnen, intelligenten Vorhersagen und experimenteller Unterstützung. Der Akademiker Wang Huaimin sagte, dass Supercomputing und intelligentes Computing sowohl verwandt als auch unterschiedlich seien. Die Komplementarität zwischen beiden bedeutet, dass die Integration von Supercomputing und intelligentem Computing die zukünftige wissenschaftliche Forschung unterstützen wird und große Aussichten bietet. Feng Dawei begann mit dem Fall künstlicher Intelligenz, die wissenschaftliches Hochleistungsrechnen ermöglicht. Er konzentrierte sich auf die Anwendungsszenarien der Materialwissenschaftsforschung und stellte detailliert die Erforschung von Rechenleistung, Modellen, Experimenten usw. auf der Grundlage des China Computing Power Network vor. Am Beispiel großer Modelle, die die Materialforschung vorantreiben, analysierte er entsprechende Forschungspraktiken und zukünftige Herausforderungen.

„In den vergangenen 40 Jahren hat die Hochleistungsrechnertechnologie weltweit eine erstaunliche Entwicklung durchgemacht. Es ist erfreulich, dass die Hochleistungsrechnerindustrie meines Landes mit der Welt ‚Schritt gehalten‘ hat und zu einem wichtigen Pol im internationalen Hochleistungsrechnerfeld geworden ist, der nicht ignoriert werden kann.“ Akademiemitglied Wang Huaimin sagte: „Im heutigen, äußerst komplexen internationalen wissenschaftlichen und technologischen Wettbewerb können wir uns, um Chinas qualitativ hochwertige Entwicklung zu unterstützen, nicht damit zufrieden geben, einfach mitzuhalten und durchzuhalten. Heute, wo die Bedeutung von Hochleistungsrechnen immer reicher wird, müssen wir die Chancen der Zeit nutzen und uns vom Mitläufer zum Vorreiter entwickeln. Dies ist die Mission der neuen Generation von Unternehmern im Bereich Hochleistungsrechnen.“

Surge Computing Power „berechnet“ neue Qualitätsproduktivität

Ebenso spannend war die Plenarsitzung am Nachmittag des 24., an der viele Akademiker teilnahmen. Der Forscher Tan Guangming, Generalsekretär des CCF High Performance Computing Committee, moderierte die erste Hälfte der Rede.

Das Rechenleistungsnetzwerk sollte im intelligenten Zeitalter die Rolle der Infrastruktur spielen, daher sollte es wie Browser und WeChat populär gemacht und von der ganzen Bevölkerung genutzt werden. Damit eine neue Technologie populär wird, muss sie über eine „Killer“-Anwendung verfügen. Von nun an könnten AIPC- und KI-Mobiltelefone zu intelligenten persönlichen Assistenten werden, die bei der breiten Öffentlichkeit beliebt sind, und in Zukunft könnte es einen echten Bedarf an leistungsstarken Rechennetzwerken geben. Nur wenn die Rechenleistung über das Internet mehr Menschen zur Verfügung steht und die Mehrheit der Benutzer praktische Vorteile aus dem Rechenleistungsnetzwerk ziehen kann, kann sich das Rechenleistungsnetzwerk schnell weiterentwickeln. Derzeit unternehmen verschiedene Einheiten unterschiedliche Anstrengungen im Bereich der Rechenleistungsnetzwerke. Der Schlüssel liegt darin, diese Forschung und Praxis zu kombinieren. Li Guojie, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften und Forscher am Institut für Computertechnologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, hielt einen Bericht mit dem Titel „Meta-Denken zum Computing Power Network“. Er sagte, dass das Vortraining großer Modelle derzeit den größten Bedarf an Rechenleistung stelle, dass sich großflächig verteiltes Rechnen jedoch nicht für das Training großer Modelle eignet. Sich auf mehrere kleine intelligente Rechenzentren zu verlassen und zum Trainieren großer Modelle verteiltes Rechnen zu verwenden, ist möglicherweise keine Lösung. Die Forschung zu Rechenleistungsnetzwerken erfordert eine Kernabstraktion ähnlich der von Webseiten, bei der „Hyperlinks“ zu „Hypertasks“ entwickelt werden. Bei der theoretischen Abstraktion geht es nicht um schrittweise Leistungsverbesserungen oder SOTA-Rankings, sondern darum, zunächst Durchbrüche in der qualitativen Forschung zu erzielen.

In seiner Rede mit dem Titel „Design of AI Cluster Communication Technology System“ wies Xu Xiaofei, Chefwissenschaftler des Huawei Network Technology Laboratory, darauf hin, dass sich die Optimierung der Kommunikationsleistung in KI-Clustern derzeit oft auf Einzelpunkttechnologie konzentriert und keine Synergie entsteht. Aus der Perspektive der vollständigen Ausnutzung der Rechenleistung erläuterte Xu Xiaofei detailliert die Vorgehensweise beim systematischen Entwurf eines KI-Cluster-Kommunikationstechnologiesystems sowie die Schlüsseltechnologien und Entwicklungspfade, die jede Schicht der Steuer- und Datenebene abdecken. In der Praxis sollten wir basierend auf den Merkmalen des KI-Verkehrs mehrere Maßnahmen ergreifen, wie etwa den Einsatz von Netzwerkausgleichstechnologie, innovativen Link-Layer-Algorithmen und Source-Side-Mapping-Steuerungsalgorithmen, um die Kommunikationszeit so weit wie möglich zu verkürzen und die Wartezeit für die Datenverarbeitung zu reduzieren. Huawei hat den nicht-einheitlichen Brook-Algorithmus entwickelt, der die Schrittlänge der Kommunikation effektiv reduziert. Diese Methode wurde im konkreten Kundenprojekt angewendet. In einem Cluster mit 8000 Karten wurde die gemessene Leistung im Vergleich zum herkömmlichen Algorithmus um 70% verbessert. Um das Problem der asymmetrischen geschichteten Kommunikation zu lösen, implementiert Huawei auf innovative Weise das Zusammenfügen von Algorithmen in verschiedenen Domänen basierend auf virtuellen Kartennummern, wodurch die Leistung um 30% bis 66% verbessert werden kann. Die schnelle Entwicklung von Modellen erfordert flexiblere Verbindungen zur Anpassung. Doch traditionelle physische Verbindungen lassen sich oft nur schwer ändern. Zu diesem Zweck erforscht Huawei weiterhin die Verwendung physischer OXC-Geräte in Verbindung mit TP-Algorithmen, um eine dynamische Topologieanpassung zu erreichen.

Heute nutzen viele Branchenführer und wissenschaftliche Forschungsprojekte Cloud Computing, um den Geschäftsbedarf hinsichtlich der Erweiterung der Rechen- und Speicherkapazität zu decken. In Zukunft wird jedes Unternehmen zu einem Daten- und KI-Unternehmen, und beim Cloud Computing gilt das Skalierungsgesetz. Wu Jiesheng, Vizepräsident der Alibaba Cloud Intelligence Group und Leiter für elastisches Computing und Storage, sagte in seiner Rede mit dem Titel „KI-gesteuerte Innovation und Entwicklung des Hochleistungs-Computings von Alibaba Cloud“, dass derzeit mehr als 501.000 Milliarden inländische Großmodell-Startups und mehr als 801.000 Milliarden Technologieunternehmen Alibaba Cloud nutzen. Angesichts vielfältiger Hochleistungsrechnerlasten hat Alibaba Cloud eine vollständige Hochleistungsrechner-Produktmatrix aufgebaut, die den Anforderungen extrem eng gekoppelter Lasten durch Lingjun Intelligent Computing Clusters, den Anforderungen eng gekoppelter Anwendungslasten durch Elastic High-Performance Computing (EHPC) und den Anforderungen lose gekoppelter Lasten durch EHPC Instant gerecht wird. Derzeit haben diese Lösungen praktische Fälle in den Bereichen generative KI, autonomes Fahren, Biowissenschaften, Energie, Fertigung, wissenschaftliches Rechnen usw. hervorgebracht. Dies ist untrennbar mit der kontinuierlichen technologischen Innovation von Alibaba Cloud verbunden, einschließlich des Panjiu AI-Computing-Servers, des Hochleistungsspeichers CPFS, des Cloud-Infrastruktur-Server-Chips CIPU, des Hochleistungsnetzwerks HPN 7.0, der elastischen RDMA-Verbindungsfunktionen, der Netzwerktopologieerkennung usw.

Es besteht kein Zweifel daran, dass künstliche Intelligenz eine neue Runde der industriellen Revolution einleiten wird, und die Big-Model-Technologie ist die Schlüsselunterstützung für die Förderung dieser Welle künstlicher Intelligenz. In seiner Rede mit dem Titel „Analyse und Leistungsoptimierung der Auswahl von Computerprodukten auf der Grundlage großer Modelle [Anwendungsbetriebsmerkmale]“ erklärte Chen Jian, Vorstandsvorsitzender von Beijing Parallel Technology Co., Ltd., dass das Training großer Modelle eine Supercomputing-Anwendung sei und dass beim Design von Supercomputing-Systemen kollaboratives Design wie Computing, Speicherzugriff und Hochgeschwindigkeitsverbindungen berücksichtigt werden müsse, um die „Fass“-Shortboard-Problematik zu vermeiden und so eine effizientere Rechenleistungsunterstützung für das Training großer Modelle bereitzustellen. Gleichzeitig sind die Betriebseigenschaften verschiedener Trainingsanwendungen für Rechenleistungsmodelle aufgrund verschiedener Faktoren wie Parameterskala und paralleler Methoden nicht gleich. Dies erfordert einen Entwurf auf Grundlage der spezifischen Betriebseigenschaften der Anwendung und die Auswahl einer dafür geeigneten Produktplattform mit Supercomputing-Architektur und Rechenleistung, um die Trainingsleistung großer Modelle genauer und effizienter zu verbessern. Ausgehend von der Rechenleistungsplattform der Supercomputing-Architektur löste Chen Jian das Problem und stellte spezifische Methoden und Implementierungspläne zur Verbesserung der Trainings- und Argumentationsleistung großer Modelle vor. Parallel Technology wird den „Computing Sea Plan Phase II“ starten und mit der Inner Mongolia Computing Power Base zusammenarbeiten, um einen einzigen großen Cluster mit 100.000 Karten aufzubauen, der im Oktober 2025 seinen externen Betrieb aufnehmen soll.

KI+ auf dem Weg zum „Neuen“

Die Plenarsitzung in der zweiten Nachmittagshälfte wurde von Professor Zhai Jidong, stellvertretender Direktor des CCF High Performance Computing Committee, moderiert.

Lenovo ist optimistisch, was die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten der großen Modelle angeht. Um die Nachfrage nach Anwendungen künstlicher Intelligenz zu decken, investiert mein Land weiterhin massiv in den Aufbau intelligenter Rechenleistung. Ab Mai 2024 wird die operative Rechenleistung meines Landes 104 EFLOPS erreichen. In seiner Rede mit dem Titel „Grundsteinlegung für neue, hochwertige Rechenleistung zur Navigation in die digitale Zukunft – Einführung in die heterogene intelligente Computerplattform von Lenovo“ sagte Huang Shan, strategischer Managementdirektor der Lenovo China Infrastructure Business Group, dass sich der Aufbau neuer Rechenleistung in meinem Land in Richtung Skalierung und diversifizierter Heterogenität bewegt. Die größten Herausforderungen in diesem Prozess liegen vor allem in der Kompatibilität von Software und Hardware, der Komplexität des Interoperabilitätsdesigns, der geringen Auslastung intelligenter Rechenleistung, der Fehlerdiagnose und -behebung, die eine Verbesserung des SLA einschränken, und der Notwendigkeit einer kontinuierlichen Verbesserung der Kühltechnologie. Lenovo fördert die Entwicklung von Rechenleistung neuer Qualität und beschleunigt den Wandel im Wert von Rechenleistung, indem es eine umfassende heterogene intelligente Computerplattform erstellt, Hochleistungsspeicher baut, der alle KI-Szenarien unterstützt, Multiarchitektur-Transportfunktionen mit geringer Latenz bereitstellt und eine Allianz aus heterogenen Ökosystemen der intelligenten Computerbranche aufbaut.

Ding Lieyun, Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften, Professor an der Huazhong University of Science and Technology und leitender Wissenschaftler des National Digital Construction Technology Innovation Center, hielt einen Vortrag mit dem Titel „KI gestaltet die Zukunft der Architektur neu“. Er sagte, dass Al revolutionäre Veränderungen bei der Umgestaltung und Modernisierung der Bauindustrie mit sich bringen werde. Architektonischer Entwurf erfolgt nicht durch Zeichnen, sondern durch die Berechnung von Modellen, was die Vereinigung von mathematischer Logik und formaler Logik erfordert. In Zukunft wird die Bauproduktion nicht mehr aus umfangreichen Bauvorhaben bestehen, sondern der Hausbau wird dem Autobau ähneln, d. h. durch Modularisierung, Integration, Automatisierung und Intelligenz kann er bereits in der Fabrik vorinstalliert werden. In der Praxis hat Akademiker Ding Lieyun intelligente Technologien nicht nur im Bereich der Architekturgestaltung eingesetzt, sondern auch umfangreiche Versuche in den Bereichen der medizinischen Gesundheit und sogar des Sports unternommen und sehr gute Ergebnisse erzielt. KI wird die Zukunft verändern. Bauprodukte sind nicht nur physische Produkte aus Stahlbeton, sondern intelligente Gebäudeterminals, die den Lebensstil der Menschen verändern können.

In seinem Bericht mit dem Titel „Training großer Modelle auf inländischen Supercomputern und intelligenten Computerplattformen“ erklärte Professor Chen Wenguang vom Institut für Informatik der Tsinghua-Universität, dass groß angelegte, vortrainierte Modelle, die durch GPT repräsentiert werden, reichhaltige generative Fähigkeiten aufweisen und in verschiedenen Branchen Anwendung finden. Derzeit werden die meisten Vortrainingsmodelle im In- und Ausland auf der NVIDIA-Plattform durchgeführt. Professor Chen Wenguang analysierte gezielt die Herausforderungen, vor denen inländische Supercomputer und intelligente Computerplattformen stehen, sowie die Fortschritte bei den entsprechenden Computersystemtechnologien. Er brachte auch seine Erfahrungen beim Trainieren dichter Modelle mit Hunderten von Milliarden Parametern und spärlicher Modelle mit einer Billion Parametern auf zwei inländischen Plattformen ein. Die Praxis hat gezeigt, dass inländische Supercomputer und intelligente Computerplattformen das Training großer Modelle unterstützen können, aber auch ihnen sind Grenzen gesetzt. Der größte Engpass liegt in der Spitzenrechenleistung eines einzelnen Chips. Zwar lässt sich die Lücke durch Softwareoptimierung bis zu einem gewissen Grad verringern, sie lässt sich jedoch nicht vollständig schließen. Inländische Plattformen müssen ihre Anstrengungen fortsetzen und auf ein höheres Niveau gelangen.

Das Licht des Supercomputings leuchtet weiterhin

Die dreitägige Konferenz wird voller spannender Inhalte sein. Neben dem Hauptforum, dem Themenforum, dem Sonderforum und dem Unternehmensforum werden auch die CCF HPC China2024 Supercomputing Annual Best Application, das CCF High Performance Computing Doctoral Dissertation Incentive Program usw. bekannt gegeben. Parallel dazu findet vor Ort eine groß angelegte Ausstellung statt. Mehr als 100 namhafte Branchenmedien, darunter Guangming Online, Huanqiu.com, China Science Daily, Science and Technology Daily, China Industrial News Agency usw., werden umfassend über die Konferenz berichten, die neuesten Entwicklungstrends im Bereich Hochleistungsrechnen enthüllen und viele innovative Errungenschaften präsentieren.

Mit dem Eintritt in ein neues Zeitalter der Digitalisierung erfordert die rasante Entwicklung der künstlichen Intelligenz einen schnelleren und solideren Aufbau der Computerinfrastruktur sowie eine kostengünstigere und einfachere Vereinheitlichung der Planung und Verwaltung vielfältiger Computerdienste. Dies verleiht dem High Performance Computing Professional Committee der China Computer Society, CCF HPC China und anderen Organisationen nicht nur eine wichtigere historische Mission, sondern stellt auch höhere Anforderungen an ihre zukünftige Arbeit und Entwicklung.

CCF HPC China führt die Vergangenheit fort, sorgt für Innovationen und Verbesserungen und ist weltweit führend. Es wird zu einer wichtigen Plattform für die Entfesselung der Leistungsfähigkeit des Hochleistungsrechnens und die Entwicklung einer neuen Qualitätsproduktivität.