2024中国算力发展研究报告发布：超智融合技术引领人工智能算力革命

在11月15日举行的第六届中国超级算力大会上，《2024中国算力发展研究报告之超智融合技术路线与趋势》（下称“研究报告”）隆重发布。这份首部专注于“超智融合”技术的研究报告，由国家信息中心的信息化和产业发展部主任单志广、中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏以及中国科学院计算技术研究所研究员张云泉等知名专家共同编纂。

研究报告详细分析了在人工智能快速发展的背景下，尤其是海量算力需求不断增加的状况下，超智融合技术的发展路线、创新路径、应用场景以及实际案例，为我们揭示了这一前沿技术的整体脉络。

超智融合技术的发展趋势

超智融合技术的核心在于其对超级计算与人工智能的深度整合。报告指出，超智融合并不是一个一蹴而就的过程，而是在多年的技术积累和应用实践中逐步演进而来的。这一技术融合了超级计算的强大数据处理能力与人工智能的算法优化能力，有效解决了新兴产业特别是人工智能发展的算力瓶颈，推动了整个计算技术领域的进步。

兼容主流计算生态是超智融合技术必须面对的一个重要挑战。目前，基于x86 CPU和GPU架构的超级计算领域，已积累了大量的应用软件，并在人工智能等多个领域占据了超过90%的市场份额。因此，构建支持主流计算生态的算力系统成为实现超智融合目标的关键。研究报告指出，为了减轻开发者在技术迁移上的负担，超智融合算力系统必须成立在CPU+GPU融合的网络架构之上，并且在算力调度和运营上形成高效的核心分配体系。

高算力芯片的崛起

何宝宏在报告中进一步指出，开发超智能计算系统的关键技术是通用全精度高算力芯片。与传统的超级计算机主要使用双精度浮点运算不同，智算系统更多的是依赖于半精度及整数运算，以支持人工神经网络模型的训练和推断。以新型GPU为代表的全精度高算力芯片正在成为实现这一目标的重要保障，全球知名厂商如英伟达和英特尔等都已经在这方面进行布局。

随着人工智能技术不断深入各个行业应用，AI应用场景愈发复杂，单一的半精度或整型算力环境已经无法满足如蛋白质结构预测、新材料设计、天气预报以及大规模分子模拟等前沿科学研究中的需求。因此，研究报告展望，未来的算力基础设施将倾向于通过单一芯片提供全精度和混合精度计算，以支持更复杂的应用场景。

超智融合计算中心的前景

研究报告还预测，随着技术的逐步演变，传统的超算中心将向超智融合计算中心演进。这一过程将伴随一系列新技术的创新，包括全精度大算力高互连通用加速芯片的研发、面向传统并行计算及分布式训练的编程模型以及智能化资源管理和作业调度工具等。

张云泉强调，超智融合并不是简单的“超算+智算”相加，而是涵盖了从芯片到计算、存储、网络、算力调度和系统运维等多个维度的系统化融合。这种融合旨在实现数据、算法、业务和基础设施的全面整合。

单志广进一步谈到，超算与智能计算的融合代表着一种双向赋能，未来将彻底重塑计算科学和IT产业的格局。例如，在材料科学领域，通过超算模拟原子与分子层面相互作用所产生的数据，可以为智算训练模型提供重要支持，从而加速新材料的研发进程。

未来展望

中国科学院院士、北京航空航天大学计算机学院教授钱德沛对此趋势表示，看好高性能计算与人工智能的融合将展现三个阶段性的特点。第一阶段是超算将支撑AI应用（For AI），通过强大的算力来提升AI性能；第二阶段是AI将改进传统超算（By AI），使计算系统更加智能化和高效；超智融合将实现内生融合（Being AI），让AI成为计算系统的核心，实现算力和算法的持续优化。

，研究报告强调了众多前沿实践案例的探索，包括“流体仿真的AI方法”、“科研模型+数据驱动的进化”以及“国家超算互联网建设”等，为超智融合技术的未来发展指明了方向。未来，随着技术的不断进步和应用的深入，超智融合有望在推动科学研究和产业升级中发挥越来越重要的作用。