復(fù)旦大學(xué)校長金力：開創(chuàng)科研智算新模式

6月27日，復(fù)旦上線中國高校最大云上科研智算平臺CFFF，開創(chuàng)科研智算新模式。當(dāng)天，復(fù)旦大學(xué)校長、中國科學(xué)院院士金力回應(yīng)了科研智算平臺及AI for Science等熱點(diǎn)關(guān)切話題。

問題：AI等新技術(shù)為基礎(chǔ)科研提供了新思路，您如何看待AI for Science?高校該怎么做?

金力：人工智能在科學(xué)研究中的地位，要從科研范式變革的角度去看。

【資料圖】

傳統(tǒng)科研范式已經(jīng)歷了四個階段的演化發(fā)展歷程，從通過實(shí)驗(yàn)描述自然現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)范式，到通過模型或歸納進(jìn)行研究的理論范式，到應(yīng)用計算機(jī)仿真模擬解決學(xué)科問題的計算范式，發(fā)展到通過大數(shù)據(jù)分析研究事物內(nèi)在關(guān)系的數(shù)據(jù)范式。每當(dāng)科研范式存在難以解釋的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或者難以解決的問題逐漸積累到引發(fā)質(zhì)變時，新的科研范式就會呼之欲出。

在過去一段時間內(nèi)，隨著大數(shù)據(jù)資源的不斷增長，隨著需要求解的科學(xué)問題日益復(fù)雜，引發(fā)了對于科學(xué)研究“第五范式”的探索，即在數(shù)據(jù)范式的基礎(chǔ)上，引入智能技術(shù)，強(qiáng)調(diào)人的決策機(jī)制與數(shù)據(jù)分析的融合，將數(shù)據(jù)科學(xué)和計算智能有效結(jié)合起來，也就是我們常說的“AI時代的來臨”。高校要發(fā)揮的作用，主要在以下幾點(diǎn)：

一是借助范式變革推進(jìn)科研組織模式的迭代更新?！皢未颡?dú)斗”已不適應(yīng)大科學(xué)時代的科技創(chuàng)新，我們現(xiàn)在常提“有組織科研”，其最大的優(yōu)勢就在于通過布局建設(shè)大平臺。二是推動推動跨學(xué)科的交叉研究，激發(fā)創(chuàng)新突破。三是加速科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)變革的深度融合，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。科研范式轉(zhuǎn)換能夠?yàn)楫a(chǎn)業(yè)改造升級乃至新興產(chǎn)業(yè)崛起提供理論先導(dǎo)和知識儲備。四是拓寬應(yīng)用場景，持續(xù)推進(jìn)“AI時代”的應(yīng)用普及和覆蓋群體。

從廣泛的角度來說，就是有責(zé)任在“AI時代”為科學(xué)理念的普及、科學(xué)應(yīng)用的拓展、科學(xué)倫理的探討發(fā)揮高校的引領(lǐng)和導(dǎo)向作用，使得更多的群體、更多的領(lǐng)域共享“AI時代”的紅利。

問題：有專家認(rèn)為，復(fù)旦CFFF平臺是一種新型“大科學(xué)裝置”，您怎么看?作為一臺“科研超級計算機(jī)”，和其他科研基礎(chǔ)設(shè)施有何不同?

金力：CFFF智能計算平臺和以往的大科學(xué)裝置或其它典型的科研基礎(chǔ)設(shè)施有一些相似之處，例如他們都是為了解決復(fù)雜的科學(xué)問題而建造的，是科學(xué)研究服務(wù)的必要基礎(chǔ)設(shè)施;都需要高度的專業(yè)知識和技術(shù)以及跨領(lǐng)域研究能力;都需要大量的資金投入、專業(yè)技術(shù)支持、專門運(yùn)營維護(hù)團(tuán)隊(duì)等，但是CFFF智能計算平臺有其特殊性：

CFFF智能計算平臺具有大規(guī)模、高能級的特點(diǎn)。它是全國高校第一的超算集群，同時也是算力第一的異構(gòu)智算集群。CFFF平臺可以實(shí)現(xiàn)超1000卡并行智能計算，支持超1000億參數(shù)的大模型訓(xùn)練，在國內(nèi)高校中尚屬首例。

與其他大平臺提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不同，算力、算法、數(shù)據(jù)是人工智能領(lǐng)域發(fā)展的最基本保障，CFFF平臺運(yùn)行的速度將極大地影響科研效率、科研成本、平臺的服務(wù)效能、以及未來算法的產(chǎn)業(yè)化落地的可能性。

“切問一號”AI for Science計算集群面向全校提供高性能科學(xué)與工程計算服務(wù)，利用人工智能推動基礎(chǔ)學(xué)科及多學(xué)科交叉領(lǐng)域開展前沿研究，為重點(diǎn)領(lǐng)域提供大規(guī)模計算和存儲資源，如AI+生物醫(yī)藥、AI+材料科學(xué)、AI+數(shù)學(xué)、AI+分子動力學(xué)、AI+氣象、AI+社會科學(xué)等相關(guān)學(xué)科等領(lǐng)域。

“近思一號”專用高性能計算機(jī)群可滿足學(xué)校多學(xué)科對于高性能計算的需求，提升各學(xué)科領(lǐng)域?qū)τ诖笠?guī)模數(shù)據(jù)處理的能力，如計算物理學(xué)、新能源新材料科學(xué)、大氣海洋科學(xué)、地球科學(xué)、生物信息、醫(yī)學(xué)健康、微電子、航空航天科學(xué)等學(xué)科等。

兩者共同為全校AI for Science的高性能計算提供強(qiáng)大的計算資源，支持AI賦能科學(xué)研究的新范式發(fā)展，促進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科及交叉學(xué)科建設(shè)。

問題：智能計算成為新一波AI浪潮的引擎，在您看來，智能計算平臺對科研發(fā)展而言價值何在?

金力：復(fù)旦大學(xué)以基礎(chǔ)研究見長，要建設(shè)世界頂尖大學(xué)，首先我們的基礎(chǔ)學(xué)科要成為世界頂尖的基礎(chǔ)學(xué)科。沒有基礎(chǔ)研究，創(chuàng)新就是無源之水、無根之木。

面對ChatGPT引發(fā)的廣泛討論，如何在日新月異的科技創(chuàng)新環(huán)境中贏得主動，在關(guān)鍵領(lǐng)域取得創(chuàng)新突破，是時代給予高校的命題。人工智能大模型的訓(xùn)練需要大量的矩陣乘法和卷積操作，主要通過GPU進(jìn)行加速，GPU+CPU結(jié)合的異構(gòu)計算架構(gòu)成為新興的超算架構(gòu)。而以大規(guī)模異構(gòu)算力為基礎(chǔ)的智能計算平臺將成為今后科研的重要支撐力量，能夠?yàn)楦咝阅苡嬎闾峁?qiáng)大的計算資源，支持AI賦能科研的新范式發(fā)展，并通過AI for Science跨學(xué)科研究推動基礎(chǔ)學(xué)科及交叉學(xué)科建設(shè)，實(shí)現(xiàn)科研成果的深度融合和轉(zhuǎn)化。

不僅僅在高校，全社會的諸多行業(yè)和領(lǐng)域都需要算力的支撐，比如政府、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)公司、制造業(yè)企業(yè)等，全國多地也都把推動算力發(fā)展水平的提升和技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新作為面向未來的戰(zhàn)略選擇，相信算力水平的提升將極大推動AI前沿技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，成為激活數(shù)據(jù)要素潛能、驅(qū)動經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新引擎。

問題：復(fù)旦大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)對CFFF平臺有哪些期待?目前，CFFF平臺是否取得了一些科研成果?

金力：一方面，CFFF作為國內(nèi)高校第一的大規(guī)模異構(gòu)智算平臺，我們希望它能夠?yàn)閺?fù)旦的基礎(chǔ)科學(xué)研究提供更強(qiáng)大更穩(wěn)定、更加靈活高效低成本的算力支持，利用人工智能新技術(shù)解放科學(xué)生產(chǎn)力，加速發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)原理和技術(shù)突破。另一方面，我們希望基于CFFF平臺能夠建成一批具有世界級影響力的科學(xué)大模型，例如生命科學(xué)大模型、大氣科學(xué)大模型、材料科學(xué)大模型、集成電路大模型等。

CFFF團(tuán)隊(duì)除了要做好技術(shù)支撐外，還要為不熟悉AI算法的研究團(tuán)隊(duì)提供架構(gòu)和代碼優(yōu)化服務(wù)，協(xié)同提升科研效率。

目前，CFFF即將投入大規(guī)模的試運(yùn)行。前期測試中，經(jīng)過半年時間的建設(shè)，已經(jīng)有了一些成果。前期測試中，經(jīng)過半年時間的建設(shè)，已經(jīng)有了一些成果，例如李昊教授團(tuán)隊(duì)基于這個平臺研發(fā)了中期天氣預(yù)報大模型，模型參數(shù)規(guī)模達(dá)到45億，在256塊A100上并行訓(xùn)練完成，預(yù)測效果在公開數(shù)據(jù)集上首次超越長期在該領(lǐng)域領(lǐng)先的ECMWF，就是歐洲中期天氣預(yù)報中心的結(jié)果，并且將預(yù)測速度從原來的小時級縮短到了3秒內(nèi)。

科研數(shù)據(jù)具有多模態(tài)、高維度、多尺度、高通量的特點(diǎn)，將AI大模型應(yīng)用到科研領(lǐng)域有助于發(fā)現(xiàn)更復(fù)雜的問題和規(guī)律，并且能大幅加速基礎(chǔ)科學(xué)研究的探索與突破。

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