HPC+AI融合之路 联想智能超算的智慧一步

（原标题：HPC+AI融合之路 联想智能超算的智慧一步）

作为一个国家综合实力的体现，超级计算机往往被称为“国之重器”。过去20年，中国超算的运行速度提高了5000多万倍，远超国际同期水平，神威·太湖之光更是蝉联TOP500榜首。在国家863计划的支持下，超算在工业制造、航天、军事、医学、科研等领域发挥着重要作用，推动了人工智能、深度学习等新技术的演进。从计算能力到应用落地，超算走过了一条曲折前行的道路，其中不仅有国家层面的持续投入，IT企业的参与同样扮演着关键角色。

6月30日，以“智能超算”为主题的2017联想全球超算峰会在北京召开，联想在大会上发布了自主研发的全新集群——深腾8810集群，以及HPC+AI智能超算平台LiCO。在刚刚结束的ISC 2017上，联想以91套高性能计算系统入围全球HPC TOP500份额榜，连续三年获得中国第一，继续蝉联全球第二。上一个财年，联想以17%的增长率成为全球增速最快的HPC厂商。

联想发布深腾8810集群

AI强载体 智能超算恰逢其时

这一系列成绩并非偶然。联想从2001年就进军高性能服务器领域，先后为数万个用户实施了高性能集群，其研制的“深腾1800集群”是世界上首个实际速度超过1万亿次的大规模集群系统，而深腾系列HPC也是最早进入全球TOP500的国产计算机。随着2014年IBMx86业务的加入，又吸引了一大批IBM的HPC专家聚首。目前，联想不仅与全球最大的7个数据中心中的6个达成合作，还为北大、中科院、航天三院等机构提供了HPC系统，并且是包括BAT在内的互联网企业的AI GPU服务器主要供应商。

新一代深腾8810集群由联想自主研发，拥有多项HPC和AI的关键技术，包括46项国家发明专利。与传统HPC相比，深腾8810集群加入了对人工智能的全面支持，涉及软件（LiCO）、应用等层面。作为HPC+AI智能超算平台，LiCO在HPC软硬件平台上整合支撑了各种深度学习应用，融合了主流的人工智能框架，例如Tensorflow、Caffe、MXNET等。同时，LiCO分布式的资源调度系统，可以帮助用户应对深度学习训练不断增长的计算需求，而端到端的解决方案包含数据预处理、训练、参数调整、过程监控、测试等，能够让用户专注在AI算法和业务应用上。

尼葛洛庞帝曾经提到，技术创新是互联网未来发展的主要驱动力，而人工智能恰恰走到了技术与商业的十字路口，这一场景与超算的发展何其相似。从阳春白雪到形成完整的产业链，超算作为AI的强载体，其计算力是企业智慧化转型的重要支撑，二者的关系是恰逢其时，互惠互利。

任何一项新技术的诞生，都为行业参与者带来了一次弯道超车的机会。继去年基于太湖之光系统的三项全机应用入围“戈登贝尔奖”之后，HPC的应用已经被越来越多的人所关注，而如何让超算的落地更有价值，这就要结合AI提供更智能的服务。可以说，联想此时提出“智能超算”的概念正是时机。

联想首席科学家祝明发表示：“人工智能产业还处于发展初期，而高性能计算能力为AI的实现提供了更多可能，它的计算力是人类远不能比的。通过计算能力的提高，可以让机器做到人类想象不到的事情，就像下棋一样，人类以为机器下棋不能下过人。”

联想首席科学家祝明发

普华永道预计，到2030年AI对全球经济的贡献将达到15.7万亿美元，进而推动当年的全球GDP增长14%。其中，中国从AI获得的好处要多于其他任何国家，原因是制造业在中国GDP的占比更高。一方面，AI促进了企业内部流程迈向自动化，加强单位劳动力价值，另一方面AI也刺激着用户的消费需求，让广告主可以提供更个性化、更高品质的商品。

构建HPC+AI生态 掘金智慧转型

为了抓住人工智能时代企业应用的新机遇，联想围绕AI+HPC构建了软硬一体化的解决方案，涉及产品、人才、生态等多个维度。在京东，联想优化GPU架构后的5000个计算节点，正在支持着其消费者购买习惯分析等算法，服务6000万客户。存储节点上，联想加入了分布式存储产品，使得数据的开放性、多样性、可靠性大幅提升。

据了解，联想将在中国北京、美国莫里斯维尔、德国斯图加特成立全球AI创新中心，预计在今年底正式启用。产品层面，除了深腾8810集群和LiCO，联想还会为AI创新中心配备新一代基础架构ThinkSystem，后者是涵盖服务器、存储和网络系统的完整解决方案，拥有跨平台和多工作负载的特性，密度是上一代产品的两倍，足以应对高性能计算、超大规模应用、人工智能等领域的挑战。同时，联想还采用了英伟达GPU和英特尔至强应用于深度学习。

全球化布局一直是联想的优势，这种模式的双向互补为资源共享和部门协作奠定了基础。以LiCO为例，其由中国团队研发应用于本土市场，后来才逐渐被推广至全球。联想HPC和AI资深架构师郝常杰透露，联想在全球有12个全球性的研发中心，均是针对不同产品和应用场景设置，分别面向PC+笔记本、数据中心、设备+云。至于软件研发，联想在北研有人工智能实验室，涉及语音识别、图像识别等职能。具体到联想AI创新中心，三者之间有协调机制和统一的运维体系。

联想HPC和AI资深架构师郝常杰

人才方面，联想研究院近几年的人才引进都是以人工智能研究为主，包括深度学习、做计算机视觉等领域，例如联想集团副总裁、企业服务云计算研究室、无线研究实验室的黄莹博士，以及前微软亚洲研究院常务副院长、现联想集团高级副总裁兼CTO芮勇博士。芮勇博士是2016 IEEE计算机学会技术成就奖获得者，未来他的团队将坚持以用户为中心，发展面向行业的人工智能系统。

生态方面，联想深知高性能计算产业单枪匹马无法解决所有问题，需要上下游厂商的配合。因此，其加强了与各领域合作伙伴的联系，打造HPC+AI的完整生态圈。除了在硬件层面与英特尔、英伟达、Mellanox等厂商合作，还在软件层面主动开放生态系统，吸引主流软件厂商（如红帽）加入联盟。同时，联想创投也在发掘应用层面具有潜力的科技创新公司，投资了Face++、银河水滴科技等。可以看到，联想在人工智能领域的布局发挥了整个集团的联动效应。

人工智能在资本市场的热潮与日俱增，无论是像阿里云、腾讯云这样的云服务商，还是像谷歌、百度这样的搜索巨头，都在深耕AI。与这些企业相比，联想的人工智能系统包括网络、存储、管理节点、推理节点等，是个软硬件综合体。祝明发表示，联想从基础研究到方法论，再到软硬件构建了完整方案，“我们的要求是‘人有我优’，‘优’体现在产品的质量、可靠性、稳定性。联想做AI技术研究的目的不是要成为AI公司，而是要使软硬件系统更适合AI应用。” 

目前，联想的HPC解决方案已经应用于政府、科研、教育、气象和海洋、石油石化、CAE仿真计算、生命科学、航空航天、深度学习等领域。郝常杰谈到，联想针对行业特性制定了不同的策略，运算能力、节点连接、数据I/O各有侧重点，“对于一些常见的高性能计算应用，我们的工程师团队会提前在平台上测试，确保这些软件可以稳定运行，并且效率更高。”

结语

今年3月，人工智能首次被写入政府工作报告，标志着AI已经上升到国家战略。随着技术的演进以及产业发展趋于成熟，AI在数字化进程中将发挥更重要的作用，智慧化的体验和服务成为产业升级的推动力。对于联想来说，通过模块化服务器、水冷系统、LiCO等产品层面的创新，结合各领域的落地应用，找到了HPC和AI的完美融合点，为企业智慧转型提供了方法论和成功实践。

面向千亿级的市场规模，联想再次抢先布局，致力于打造符合AI发展趋势和客户智能业务发展需求的HPC基础设施和业务场景。正如联想集团高级副总裁、数据中心集团中国区总裁童夫尧所说：“未来，我们将进入一个人工智能研究及应用创新集中爆发的时代，人工智能只有在强大计算力的支持下，通过和成熟的算法、大数据相结合，才能真正做到改变世界。”

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