华为:共建中国产业根基,共筑中国数智生态
► 文 吕栋
“根”深则枝繁叶茂,“魂”固则基业长青。
过去三年,华为基于数字根基——鲲鹏和智能根基——昇腾AI,坚持“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”,与伙伴和开发者共建产业根基,共筑数智生态。
“三年来,华为全部兑现鲲鹏产业发展承诺。”
昇腾AI同样“枝繁叶茂”。过去三年昇腾AI已发展20多家硬件伙伴,1000多家软件伙伴,并联合推出1600多个行业AI解决方案,昇腾开发者数量也突破100万。
眼下,随着科学计算进入科学智能时代,单一的软硬件平台已无法满足应用创新需求。而华为基于鲲鹏和昇腾AI两大算力体系,充分融合HPC(高性能计算)和AI两大技术领域的既有优势,通过创新的计算架构,打造原生科学智能基础软硬件平台。
数智生态,产业有稳固根基,发展才会有未来。华为在会上倡议,成立科学智能创新联合体,共建繁荣生态,构筑中国科学智能领先格局。
构筑中国科学智能领先格局
“科学智能,开启无限可能。”
中国大飞机不久前拿到型号合格证的消息,让不少国人感到振奋。但鲜为人知的是,大飞机这一传统高科技制造业,正与科学智能联系的越来越紧密。
在机翼设计领域,基于昇腾AI的业界首个工业级流体力学仿真大模型“东方.御风”,可有效提高对复杂流动的仿真能力,将仿真时间缩短24倍(以万次仿真为例,仿真时间将由70天降低到3天),减少风洞试验的次数,降低设计研发成本。
这是科学智能中,工业流体大制造仿真与人工智能相结合的关键性尝试,以人工智能技术加速大飞机气动设计,为工业级流体仿真提供成功示范。
那到底什么是科学智能?简单来说,科学智能(AI for Science,AI4S)就是用人工智能学习科学原理,先解决科学问题,再解决产业问题。
大模型之后,科学计算是AI发展的另一重要方向。当前,越来越多的科学家正在将AI技术引入到科学计算,科学计算正从传统HPC(高性能计算)进入到科学智能的新阶段。
中国工程院院士张亚勤指出,AI for Science是一个新的科学范式,正在改变我们科学研究的方式。AI4S也在推动AI的研究,更多优秀的科学家加入AI研究的领域,也会对AI算法和计算的体系结构带来更大突破。
但由于科学智能同时覆盖HPC和AI两大技术领域,包含3大计算场景(AI赋能机理计算、数据驱动的AI计算、机理计算与AI计算相融合),单一的、烟囱似的的软硬件平台已无法满足科学智能时代的应用创新需求。
要想取得突破,打造符合科学智能时代需求的软硬件平台,必须在HPC和AI两大技术领域拥有长期积累。
华为无疑符合这个要求。在华为全联接大会2022上,基于长期打造的鲲鹏和昇腾AI两大通用和AI算力体系,华为通过创新计算架构,打造原生科学智能基础软硬件平台。
在硬件上,华为推出科学智能全场景液冷“天成”多样性算力平台,其支持多样性算力灵活弹性部署,可实现液冷级能效,整系统TCO(总体拥有成本)降低20%,性能提升20-30%。
在基础软件上,华为发布毕昇C++编程语言并全面升级毕昇编译器,实现系统开发效率提升一倍,系统性能提升30-50%。
在开发使能上,华为升级全场景统一工具MindStudio,实现软件融合编程、编译和调优,可使科学智能全场景开发效率提升50%。
在应用使能上,昇思MindSpore 2.0升级为AI融合框架,原生支持科学智能以及多瑙融合调度器,其内嵌科学智能套件,让科学智能应用的开发、部署和调度更高效,应用性能提升10-20倍,系统资源利用率提升15%。
科学智能的产业化落地,除了打造科学智能基础软硬件平台外,也需要科研理论突破和工程方法的创新,还需要产业生态的构建,聚焦产业价值场景,打通科研创新、应用示范到产业推广的通道。
基于此,华为在全联接大会2022上倡议成立科学智能创新联合体,聚集政策、科研和产业的优质资源,以科学智能,携手产学研伙伴,拓展科学边界,加速科研创新到产业落地进程,加强交叉学科建设和人才培养,共建繁荣生态,构筑中国科学智能领先格局。
昇腾AI基础软硬件全面升级
“极致性能、极简易用。”
过去三年,华为持续围绕这个原则打造昇腾AI基础软硬件平台,构建生态。
截至目前,昇腾AI已发展20多家硬件伙伴,1000多家软件伙伴,并联合推出1600多个行业AI解决方案,昇腾开发者数量也突破100万。
为加速生态发展,在华为全联接大会2022上,华为宣布对昇腾AI基础软硬件平台进行全面升级。
CANN是华为自研的AI异构计算架构,也是昇腾生态的锚点。今年底,华为会发布CANN 6.0版本,除了继续保持在典型模型上的性能优势外,将开放底层开发体系,重点提升CANN的易用性。
在基于CANN构建昇腾软件生态的基础上,华为也同时开源了AI框架昇思MindSpore。
在HC2022上,华为正式推出MindSpore2.0,在持续提升易用性,持续增强大模型支持能力的基础上,进一步构建对科学智能的支持能力。
训练是AI创新的源头。随着模型结构的种类不断增加,模型参数规模不断扩大,模型开发的自定义需求越来越多,这些都对训练性能、创新迭代速度、开发效率提出新的挑战。
为此,华为对昇腾训练解决方案进行全面升级,通过基础加速库,提供更快的训练性能;通过模型开发套件,提供更高效的开发效率;通过一站式训练工具链,提供更易用的工具体系。
训练是学习开发的过程,推理是生产部署的过程。AI要产生价值,就需要把模型转换为推理应用,进入到千行百业的具体场景,所以推理应用的开发是AI技术价值闭环的关键环节。
本次,华为重点推出推理引擎、升级MindX SDK、升级MEF。昇腾推理解决方案,以更快的推理应用开发速度、更高的场景性能、更强的业务协同,来加速AI在行业应用的规模落地。
过去几年,全国多地基于昇腾AI基础软硬件平台,建设了人工智能计算中心,让算力像水和电一样,成为城市新型基础设施和公共资源。
目前,全国20多个城市启动建设了人工智能计算中心,有10多个城市已经上线。
随之而来的是,各地智算中心正在连接成网。今年6月,在科技部指导下,由鹏城实验室牵头的中国算力网正式上线,截至目前,已有超过20个节点加入,总算力超过3000P。
有了大算力的基础,AI大模型也在蓬勃发展,创新层出不穷。为了更好支持大模型发展,华为与产业界一起构建了从规划、开发到产业化的大模型全流程使能体系。
针对大模型的发展方向,在科技部牵头下,中国科学技术信息研究所(中信所)正在和产业界共同规划大模型地图,来有序牵引中国大模型创新发展。
在大模型开发方面,昇腾AI推出了大模型开发使能平台,让大模型更易开发、易适配、易部署;同时华为携手产学研用各界,围绕各个领域大模型,分别成立产业联合体,打通大模型创新到产业应用,让大模型真正服务于各行各业。
去年底,基于全球首个智能遥感框架武汉.LuoJia和全球首个三模态大模型紫东.太初,智能遥感开源生态联合体和多模态人工智能产业联合体成立;两个月前,围绕工业流体仿真大模型“东方.御风”,以及西工大孵化的AI湍流大模型,智能流体力学产业联合体成立。
鲲鹏承诺全部兑现
如果说昇腾AI筑牢了中国计算产业的智能根基,鲲鹏夯实的则是中国计算产业的数字根基。
2019年1月,华为发布ARM架构的鲲鹏920通用处理器,该处理器满足高性能、低功耗、低延时的绿色计算要求,有巨大的市场空间。
但想要筑牢中国的数字根基,只靠华为“单打独斗”并不可行。
为了汇聚更多产业力量,华为于2019年7月发布鲲鹏计算产业战略。自那以来,华为始终坚持“硬件开放、软件开源、使能伙伴、发展人才”的生态策略,与广大合作伙伴、开发者朋友共建鲲鹏计算产业。
三年过去,华为对鲲鹏产业的发展承诺全部兑现,鲲鹏生态逐渐根深叶茂。
在硬件方面,华为开放鲲鹏主板,帮助整机伙伴推出自有品牌服务器,同时将制造、研发、市场等十大能力开放出来,全方面赋能伙伴。为了不和伙伴竞争,华为还承诺将在条件成熟时,逐步停止泰山服务器的销售,主动让出市场空间,支持伙伴商业成功。
当前,鲲鹏硬件伙伴出货占比已达95%以上,而2020年仅为50%。
在软件方面,华为把多年来构建的欧拉操作系统和高斯数据库产品能力开源,让合作伙伴能够在此基础上做增量开发,由此来提升整个中国的基础软件水平,和伙伴共建生态。
2021年底,华为将开源欧拉捐赠给中国开放原子开源基金会,实现欧拉从企业主导到产业共建共享,让欧拉快速跨越生态拐点,成为数字基础设施操作系统首选。目前,欧拉在中国服务器操作系统领域,新增市场份额已经达到22%,到今年底预计将达到25%,有望成为中国新增市场份额第一。
有了基础软件的根,应用软件生态才可以加快发展。
通过鲲鹏DevKit,自动化迁移工具,华为把原有计算体系的应用生态,高效地迁移到鲲鹏。过去一个应用60人天,现在1-2人天,迁移已经不再是障碍。华为同时通过BoostKit,性能加速套件,来提升有效算力业务性能,让迁移到鲲鹏的应用好用。
软硬件的极致性能和极简开发,使得鲲鹏在国计民生行业的技术生态满足度不断提升,从2019年的不到10%,今年预计将提升到70%以上,鲲鹏应用生态的兼容性瓶颈已经消除。
经过三年的努力,鲲鹏携手广大合作伙伴,已经在政府、金融、运营商、电力、交通等国计民生行业核心场景的全面覆盖。三年前还羽翼待丰的鲲鹏,如今已开始展翅翱翔。
以产业汇聚人才,以人才引领产业
问渠那得清如许,为有源头活水来。
长期以来,华为通过硬件开放、软件开源,迅速帮助行业伙伴成长起来,但要完善整个产业生态,推动技术向更高层次发展,离不开源源不断的人才培养。
高校是人才培养的根据地。过去几年,华为和教育部紧密合作,联合发起“智能基座”项目把鲲鹏、昇腾AI推进高校,实现产教融合的人才发展新模式。
从2020年9月项目启动以来,在72所试点高校共同努力下,已经累计培养5000多名先锋教师,开设1500多门课程,累计50万名学生参与学习和实践,沉淀大量的教学实践资源。
在教材方面,华为规划智能计算技术丛书18本,已经出版15本;规划智能基座教材22本,已出版14本。与此同时,先锋教师们结合各自教学实践,还自主开发了教材19本。
在师资队伍建设上,华为通过四大平台工作组,加速17个教育部智能基座虚拟教研室建设。未来三年,华为计划发展超过两万名掌握鲲鹏、昇腾、华为云根技术的优秀教师。
在培养更多计算产业通用人才的同时,华为也计划与行业特色高校展开合作,培养更多智能智造、智慧医学、智慧教育等跨学科的行业复合型人才。在教学手段方面,华为将加强教师专业技术赋能、线上社区建设,并提供产业实践课题,加速产业根技术人才成长。
除通用计算、AI专业课程外,华为已完成9门通信类课程的开发,并将持续提供课程资源、师资培训、技术专家和建设经费等支持,助力ICT领域数智基础设施课程在各高校全面开课。
培养人才,已不仅是赋能产业的需要,同时是关乎未来中国计算产业发展制高点、占据全球优势的需要,也是关乎中国数智产业核心技术后继有人、保持源源不断创新前进的源动力。
“让我们众智合力,凝聚每一份数智力量,开创属于我们的数智时代。”
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