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致广大、尽精微，曙光问道算力服务“神经系统”

来源：科普中国

历史上，生物有机体及其器官常常是科学家和哲学家们思考问题的“原型”。一个典型的例证是，计算产业从诞生的那一刻起，就与大脑结下了不解之缘。

众所周知，计算机正是以“大脑”为参照而诞生的。计算机之父冯·诺依曼在《计算机与人脑》一书中，将计算机与神经系统进行类比。以深度学习为核心的第三次人工智能浪潮，源于对人脑神经网络的模拟。类脑计算，被视为下一个极具潜力的技术突破方向。

大脑之于计算产业，具有某种“普适”价值。这种“普适性”也体现在，如果将目前如火如荼建设中的算力基础设施，与大脑的神经系统相类比，可以让我们对东数西算工程等的认识更为深刻，并从中获取灵感，以收获更好的产业效用。

如果说IDC、智算中心等基础设施是负责生产算力的“神经元”，如火如荼建设中的东数西算工程则希望将幅员辽阔的算力连接成“神经网络”，而算力要传输到千行百业，则离不开 “神经中枢”——算力服务的协调与调度。

近期，中科曙光就以大脑神经系统为参照，推出“三位一体”算力服务原型，打通算力流通的关键环节：算力神经元-算力神经中枢-算力神经网络，以实现供需双方的流畅对接。

中国人常说，“物有本末，事有始终。知所先后，则近道矣”，曙光将生产侧和需求侧，如同神经系统一样连接起来，形成一个完整链路，颇有一点“道“的味道。

算力的流动，真的可以像人脑一样高效、智慧、低能耗，助力产业数字化的“知行合一”吗？

问道：算力向产业奔涌的神经“断点”

有来自西部地区的高校师生曾告诉我：AI虽好，但板卡GPU太贵，优质算力资源对于经费有限的他们来说，十分奢侈；

有养猪场的老板表示：算力支出这部分预算是有的，也很希望引入AI做猪体温监测、猪脸识别，但AI应用的开发迭代门槛太高，招不到会用的人；

也有天文地理生物等科研院所的科学家表示，基础科学与先进计算的融合创新越来越紧密，但计算需求庞大，训练一个算法模型往往耗时许久，一旦过程中服务不稳定导致中断，就要重来，这个过程消耗了大量搞研究、做创新的时间和精力。

其实，这些朋友遇到的问题可以用一个词来形容，那就是：算力“断点”。

神经信号在传输中遭遇断点，放在人身上就是“偏瘫”。算力从生产端到应用端的整个过程中如果存在断点，就会出现供需错配，导致算力价值无法充分为产业所用。

以神经系统的运行模式为类比，能更清晰地理解算力 “断点”主要在何处——

1.供给端：多样化算力的断点。神经元收集信号并传递给神经中枢，正是因为有了视觉、触觉、听觉、嗅觉等多种神经信号，人类才理解丰富多彩的世界。在真实的数字经济中，千行百业对于算力的需求也是多元化的，需要多样算力融合供给。目前，一些算力中心资源比较陈旧，难以满足千行万业对多样化算力的需求。

2.连接通道：算力网络的断点。如果神经元信号在传输过程中遇到“断点”，人体自然也就接收不到大脑的指令。目前，全国的“算力神经元”还没有全面联结成网，算力资源在全国范围内还存在区域部署不均的情况。一些厂商的算力网络，只在某个区域内零星布局，没有互联互通，就会出现一些行业无法充分享用到海量、普惠的算力资源，而一些地区的算力资源却在空置，这也是东数西算工程搭建全国算力一张网所希望改变的局面；

3.需求端：垂直场景落地应用的断点。大脑指令通过神经系统传导到人体，激活相应的生理活动，人才能做到“知行合一”。而对于产业应用侧来说，人才缺失、技能缺失、经验缺失，自然很难用好算力、服务于数字化实践。算力想要转化为生产力，打通应用“断点”，离不开解决方案、产品服务等支持。

供需之间的这些断点，都是算力服务需要“粘合”的地方。不过，基建容易服务难。尽管不少头部厂商纷纷入局，提出了相应的服务方案，但多少还存在一些短板。

当整个行业都在呼唤一个标准、成熟、能够商业化落地的算力服务方案时，中科曙光率先提出了算力服务的“神经系统”，希望从根本上解决问题。

寻道：三位一体的算力模型

中科曙光推出的“三位一体”算力服务原型，正是以大脑神经系统作为参照，从宏观上打通一个个算力断点。

第一个供给侧的断点打通，依靠丰富算力资源的“神经元”。依托各地先进计算中心、智算中心，如同大脑构造中，负责存储电信号的百亿神经元，提供强劲、多元、高效、绿色的算力资源，为实现统一算力服务建立基础。

第二个连接侧的断点打通，得益于全面互联的“算力神经网络”。中科曙光将全国范围内多个计算中心进行统筹，形成一个算力资源池，实现了算力高度集成和一体化运营。

第三个需求侧断点的打通，则取决于一体化资源协同调度的“算力神经中枢”。基于 Access(通路)、Acceleration(加速)、Automatic Collaboration(协同)三大特征，算网中枢能够智慧化、定制化地匹配用户需求，为用户提供最优化的算力资源投资组合，让每一个用户需求“适得其算”。

通过AC3.0算网中枢，计算“算力投资组合”，判断某些任务应该到哪个地区的算力中心区进行计算，从而最大化满足产业应用的多样化算力需求。既可以让各类计算任务和客群都得到快速、高效的服务，也能够提高整个计算资源的利用率。

证道：算力神经中枢的价值几何？

人脑神经冲动的最高境界是“知行合一”，曙光“三位一体”算力服务原型，将生产侧和需求侧，如同神经系统一样连接起来，合为一体，加速算力落地应用。

通过曙光智算AC平台，算力得以源源不断地奔涌向广阔的产业原野，与科学计算、工程计算、人工智能三大领域深度融合。

以目前各行业智能化转型最迫切引入的AI为例，曙光智算就面向人工智能企业、高校与科研院所，推出了基于弹性计算 / 混合计算的人工智能算法训练环境，支持TensorFlow/PyTorch/MxNet/PaddlePaddle/Parrots/MegEngine 等国内外主流深度学习框架，可支持万亿规模参数模型的训练，满足AI对超强算力的需求。并且由曙光提供的专业运维服务，按需付费，科研院所、企业组织无需自建、自行维护计算中心，大大加速了AI for Science的创新步伐。

此外，面向不同科研领域的个性化计算需求，曙光还进一步推出了气象海洋领域解决方案、生命科学领域解决方案等，提供差异化能力。以曙光智算联合深势科技开发的Hermite Uni-FEP药物设计平台为例，就基于“三位一体”算力服务原型，让整体计算速度加速比提升10倍，为生物新药研发提供算力支撑。

至此，算力才最终转化成生产力，丰富多彩的应用创新，共同点亮数字经济。

悟道：中科曙光的一以贯之

方兴未艾的东数西算，吸引了大量行业和企业来分一杯羹。其中，有术者纷纷，问道者难求。中科曙光能够率先看到全国算力网络建设中的“断点”，并以大脑神经系统为原型，打通一体化算力服务体系，这种“悟性”究竟从何而来？

中华自古就有“吾道一以贯之”的说法，中科曙光率先求道，正源于对计算产业的“一以贯之”。

在中国科学院的推动下组建，中科曙光20余年的发展，坚持以技术创新为基因，在高端计算、存储、安全、数据中心等领域形成了深厚的技术积累，也在全国范围内形成了算力优势。构建一个“中枢系统”，对于其他从业者来说也许很难，对于曙光来说，不过是水到渠成的一种必然。

人脑神经系统的特殊之处在于，既可以包罗万象，致广大于无边；又可以拆解成一个个电子、神经冲动，尽精微至末节。从这个角度理解算力之“道”，正包含着曙光对于计算产业的宏观理解和细节感知。

三位一体算力服务原型，是计算与大脑在新世纪的又一次精彩碰撞，也指向了下一个宏伟时代。

关键词： 神经系统 中科曙光 三位一体

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