ISC 23: Imagine Tomorrow,HPC+AI融合创新成焦点

2023-05-26 17:27
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随着各国的国家超算战略计划逐步推行落地,全球迎来了一次大规模超算系统更替潮,系统性能步入E级时代的同时,系统体系架构的多样化、大数据与人工智能融合应用需求的迅速增长,使超算创新应用的开发成为业界关注的焦点。5月22-23日,来自中、美、日、欧各国主要超算中心的代表学者齐聚ISC大会,就新一代超算系统建设与应用开发面临的挑战性问题进行交流分享,探讨国际合作。

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HPC in Asia-Pacific

作为ISC大会传统的特设论坛,本年度HPC in Aisa-Pacific再次云集亚太地区超算领域的权威专家,来自中国、日本、韩国、澳大利亚与中东各国和地区的代表分别介绍了各国的超算发展情况。为了更深入地探讨超算应用,论坛还特邀中国、日本和沙特阿拉伯三国的代表就各自的超算应用情况进行分享报告。


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中 国

构建国产超算应用服务体系

HPC+AI for Science交叉研究引领

国家超算广州中心主任卢宇彤教授介绍了我国超算系统与应用的发展近况。我国超算系统总量依然保持着较高的增长率,应用领域不断拓展,但随着国产超算系统体系架构进一步复杂化,面向新一代超算的应用开发与生态建设面临挑战,需要解决高性能计算、大数据、人工智能多模式融合应用、超算应用服务化与产业化等问题。随后,卢宇彤教授分享了我国“HPC+AI for Science”的研究与应用进展,以及中国算力网络部署建设情况。最后,卢宇彤教授强调超算人才培养对超算技术创新的重要性,并分享了高性能计算教育实践平台“超算习堂”以及国内各类大学生超算竞赛的情况。


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在应用报告环节,国家超算广州中心的黄聃副教授分享了中心基于“HPC+AI”自主研发的新材料设计全生命周期管理平台Star-gen。Star-gen实现了融合自动化工作流程、模拟计算、数据库、AI模型和在线可视化。利用Star-gen在线迭代训练的优化图神经网络(GNN)模型与之前的性能相比,在材料性质预测方面准确性大幅提升,并在新型双金属纳米颗粒以及改善COVID-19引起的代谢并发症的药物设计应用中取得了一系列标志性应用成果,相关研究成果在Biomaterials、Cell子刊发表。

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日 本

富岳超算系统支撑大量产业应用

下一代系统研制提上日程

日本理化所(RIKEN)的Satoshi Matsuoka研究员介绍了富岳超级计算机Fugaku及日本国家高性能计算基础设施网络(HPCI)建设的最新进展。目前位列Top500第二位的Fugaku系统已在理化所运行5年,支撑了大量科学与产业应用,Matsuoka强调了构建领域应用服务平台的重要性,并重点介绍了其团队基于Fugaku构建的药物平台。HPCI建设方面,Matsuoka重点介绍了Tsubame 4.0、Pegasus、camphor3三台新系统的情况,日本的下一代的旗舰超算系统Fugaku-Next的研制也已提上日程,目前正在进行可行性研究。

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美 国

El Capitan与Aurora系统进入最后部署阶段

多团队协作开发E级应用

5月22日下午,在主题为“面向科学应用的E级计算”的Focus Session上,来自美国两大国家实验室超算中心的代表分别分享了各自系统研制与应用开发的最新进展。

来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的Bronis de Supinski介绍了El Capitan系统的最新研制与部署情况。El Capitan是美国能源部国家核安全管理局的第一台E级计算机,由HPE构建,系统的双精度浮点计算性能将超过2.0 exaflops,计划于2023年完成部署。Supinski重点介绍了El Capitan的系统架构,还分享了LLNL的基础设施升级的相关情况。

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来自美国阿贡国家实验室的Scott Parker介绍了Aurora系统的E级应用开发的最新进展。目前,Aurora正在进行最后的计算刀片安装,计划于2023年第三季度推出试用。该系统使用英特尔最新的Max系列GPU(PVC)和使用HBM内存的至强Max系列CPU,全面支撑HPC、AI和数据密集型计算应用。系统建设的同时,来自阿贡实验室、美国E级超算计划(ECP)、英特尔以及其他合作单位的超过100人的团队,正共同开展E级应用和工作流的开发工作,Parker重点介绍了OpenMC、CRH-HACC、NWCHEMEx等应用的最新运行情况,并强调开发过程中多团队协作的重要性。

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欧 洲

EuroHPC JU成效显现

欧洲重回全球超算竞争前排

来自欧洲巴塞罗那超算中心的Sergi Girona在22日的Focus Session介绍了其新一代系统MareNostrum5的部署及运行情况,该系统是EuroHPC-JU支持建设的3个pre-exascale系统之一,通用计算能力约45.4Pflops,目前系统正在部署,通用计算部分计划于2023年6月开放服务,而采用英伟达Hopper GPU和英特尔Sapphir Rapids GPU异构的加速计算部分预计2023年夏季完成部署。Sergi详细介绍了MareNostrum5的系统架构、机房建设情况等,巴塞罗那超算中心标志性的教堂机房将用于部署两台量子计算机。

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经过近五年的发展,由33个欧盟国家共同资助的EuroHPC JU项目的建设成效逐步显现:目前已建成了6台Pre-exascale系统,其中2台位列TOP500前五,而欧洲的第1台E级计算机JUPITER计划于2024-2025年在德国的尤利锡超算中心上线,同时,EuroHPC JU还将在6个超算中心部署建设一批量子计算机。

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亚太地区

亚太地区超算应用生态拓展

中东超算新势力蓬勃发展

韩国的科学技术信息研究中心KISTI的Jaegyoon Hahm介绍了韩国超算的发展近况,2023年韩国开始实行第三期国家超算计划(2023~2027),在此计划推动下,KISTI将于2024年下半年建成第六代旗舰超算系统。新加坡国家超算中心的Danny Lim分享了其在提升系统服务性能、支持多领域应用方面最新进展,强调了国际高性能社区合作交流的重要性。澳大利亚Pawsey超算研究中心主任Mark Stickells分享了新一代系统Setonix的建设进展,并重点介绍了其中心在量子计算与高性能计算融合方面的探索。泰国国家电子与计算机技术研究中心(NECTEC)副主任Piyawut Srichaikul分享了泰国的国家E-Science基础设施群建设情况,重点介绍了ThaiSC的系统与应用情况。

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ADIA实验室的Horst Simon教授介绍了阿联酋国内各大学的超算系统建设与应用近况。卡塔尔德克萨斯A&M大学的Othmane Bouhali教授介绍了卡塔尔高性能计算基础设施建设与服务情况,并重点介绍了该系统在医学影像分析、智能手术指导方面的应用。沙特阿拉伯国王学院的David Keyes教授重点分享了Shaheen系列超算系统的应用成果,并介绍了新一代系统Shaheen3的系统架构与相关性能指标。


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纵观各国超算过去一年的发展,超算基础设施群建设已成为各国推动科技创新的重要着力点,新一代计算系统的陆续上线为实现更大规模、更复杂的超算应用提供了基础,同时,高性能计算与AI的融合在推动超算系统与应用发生巨大且迅速的变化,超算技术的发展面临越来越多的挑战。正如Dan Reed在大会首日的主旨报告里讲到的,原来的道路或许已不能带领我们走向未来,我们要做的,便是此次大会的主题:Imagine Tomorrow,积极拥抱变化,加强交流与合作,不断探索创新。


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