Китай представи всеобхватна софтуерна платформа в Пекин в понеделник, насочена към преодоляване на дългогодишно затруднение в стремежа си към самостоятелни високопроизводителни изчисления, обещавайки да направи много по-лесно за учените да изпълняват сложни изследователски програми на местно разработени чипове.
Платформата, наречена Yisuanfangzhou, е разработена съвместно от Информационния център за компютърни мрежи на Китайската академия на науките, Университета за наука и технологии на Китай, Института по механика CAS и суперкомпютърната компания Sugon.
„Софтуерът с отворен код е публичната инфраструктура на дигиталния свят“, каза Уанг Янганг, изследовател в Информационния център за компютърни мрежи, който ръководи разработването на платформата.
„От операционни системи като Linux и Android до инструментите, използвани в научните изследвания, почти всичко, на което разчитаме, е изградено с отворен код. Това намалява разходите, ускорява иновациите и дава възможност за пробив в авангардни технологии“, каза Уанг.
Въпреки това голяма част от днешния научен софтуер остава силно зависим от екосистемата CUDA на NVIDIA, която се разрасна за почти две десетилетия в огромна кодова база, поддържана от милиони разработчици.
„Тази екосистема се превърна в дълбок ров, който е много труден за преминаване. Ако искате да преместите работните натоварвания към домашния хардуер, трябва да се справите с целия код, който тези милиони разработчици са произвели през годините“, каза Уанг.
Той каза, че въпреки че Китай е постигнал бърз напредък в изграждането на суперкомпютри от световна класа, използвайки собствените си процесори и графични процесори, софтуерът остава слабото звено.
„Ако нямате софтуер, който може да работи на хардуера, това е като да се опитвате да сготвите храна без ориз в килера“, каза той. „Дори машината ви да е на първо място в света, няма да можете да отключите истинската й производителност.“
За да преодолее тази празнина, Yisuanfangzhou предоставя интегриран набор от инструменти, предназначен да мигрира научен софтуер към домашни чипове с минимална ръчна модификация. Той предлага поддръжка от край до край за адаптиране на алгоритъм, превод на код и внедряване на приложения.
Уанг описа платформата като структурирана като сграда: алгоритмите осигуряват изчислителната мощност, която формира основата, преводът на код изгражда рамката, като осигурява съвместимост, а интелигентните агенти допълват структурата, като превръщат сложните работни процеси в прости, повтарящи се задачи.
В основата му е Jiuyanshu, библиотека с алгоритми, която пакетира 16 високопроизводителни решаващи устройства, покриващи набор от широко използвани научни компютърни области, включително линейна алгебра, паралелни изчисления, динамика на флуидите, биологични изчисления и дълбоко обучение. Всеки решаващ модул е оптимизиран за домашни компютърни архитектури, като ключовите модули осигуряват повече от 10 пъти по-висока производителност от общите реализации.
Друг основен компонент, BoundX е двигател за превод на код, управляван от AI, предназначен да отговори на едно от най-големите предизвикателства при мигрирането на наследен CUDA код.
„Кодът, който отнемаше на инженера около 10 часа, за да мигрира ред по ред, сега може да бъде обработен от платформата за приблизително 30 минути, като преобразуваната програма се изпраща директно в местна суперкомпютърна среда“, каза Уанг.
Според екипа за разработка, той има успеваемост на автоматизираната конверсия от 71 процента, превъзхождайки масовите домашни инструменти с повече от 20 процентни пункта.
Третият компонент, Agent-HiReFlow, е интелигентен симулационен агент за инженерни приложения като аерокосмическа динамика на течности, позволяващ на потребителите да описват симулационни задачи на естествен език.
„Агентът превежда човешкия език във физически модели и след това в софтуерни инструкции“, каза Ченг Уан, професор в Университета за наука и технологии в Китай, който ръководи разработването на компонента.
„Той конфигурира параметри, стартира програми за решаване, следи грешки и доставя готови за визуализация резултати, без потребителите да пишат сами какъвто и да е код“, каза Ченг.
В един тестов случай системата завърши симулация на хиперзвуков поток от 10 милиона клетки за около час, отговаряйки на производителността, постижима преди това само на най-добрия хардуер на NVIDIA.
„Нашата цел е да преминем от хардуерно лидерство към софтуерна зрялост, давайки на изследователите среда, в която разработката е удобна и приложенията са лесни за използване“, каза Уанг.
Той каза, че платформата ще бъде интегрирана с националната изчислителна инфраструктура, включително суперкомпютърната система Orient и Националния суперкомпютърен интернет, позволявайки на одобрени изследователи да имат достъп до местни чипове, без да възстановяват своите софтуерни стекове от нулата.
Екипът за разработка планира да поддържа повече местни архитектури на чипове, да задълбочи сътрудничеството с общности с отворен код и да се разшири в области като цифрови близнаци и AI за наука.
Nie Hua, председател на дъщерното дружество на Sugon Zhongke Controllable Information Industry Co, каза, че стартирането подчертава, че изграждането на софтуерна екосистема е дори по-предизвикателно от постигането на пробиви в хардуера.
„Китайската компютърна индустрия до голяма степен е решила проблема с „нямането на нищо“, но сега е изправена пред ново предизвикателство за индустриалната сигурност – как да интегрира чипове в приложения от реалния свят“, каза Ние.
„Съвместното проектиране на софтуер и хардуер е следващото голямо препятствие. Ако успеем, ще имаме напълно самостоятелна изчислителна платформа от световна класа, която служи както на научни открития, така и на национални нужди“, добави той.