2024年9月24日，第20届CCF全国高性能计算学术年会（CCFHPCChina2024）盛大开幕，12位院士与超400位顶尖学者齐聚一堂，围绕高性能计算（HPC）的发展现状与趋势，聚焦丰富的应用场景，展开了深度分享与交流。IT168网站作为官方合作社区参与此次盛会，为大家带来精彩的干货报道。

　　科研范式的演进与挑战

　　图灵奖得主JimGray曾划分了科学研究的四大范式，即实验科学、理论科学、计算科学与数据密集型科学。近年来，随着人工智能的爆发式发展，业内人士称“科研的第五范式已经到来”。在科学研究范式的不断迭代中，数据始终发挥着核心作用。

北京大学孔雷教授

　　以生命科学计算为例，数据量呈指数级增长，“数据量的增加能够达到3年翻一番，而生命科学计算的市场规模却要每6年才能翻一番”。北京大学孔雷教授指出，这可能是由于数据产出成本的降低比芯片进步的速度更快，导致很多数据未能及时得到有效处理。他强调，生命科学研究已经越来越依赖于数据驱动，计算能力成为科学研究的核心竞争力之一。

　　毫无疑问，计算能力在广泛的科研领域乃至工程应用中都至关重要，它或将成为突破技术瓶颈的关键引擎。在此背景下，高性能计算作为“算力皇冠”，凭借其强大的计算能力与并行处理技术等优势，在诸多领域实现了成熟应用。

　　融合：高性能计算的大趋势

　　中国科学院院士、国防科技大学教授、中国计算机学会（CCF）会士王怀民在分享中表示，在智能计算时代，AIforScience不仅推动了基础科学研究的进步，也为高性能计算与人工智能技术的发展带来了新的机遇与挑战。

中国科学院院士、国防科技大学教授、中国计算机学会（CCF）会士王怀民

　　传统的ComputingforScience面向的是用数理方程建模世界的科学研究方法，而AIforScience面向的是用机器学习建模世界的科学研究方法，二者具有互补性。王怀民院士认为，超算与智算融合支持未来的科学研究，前景广阔。这不仅体现在超算与智算在处理器芯片、计算机体系结构、乃至于系统软件上有大量不同，更重要的是代表着完全不同的认识世界的建模方法。

　　在“第六届数值模拟工程应用中的智能超算融合技术论坛中”，中国电力科学研究院有限公司的王轶申聚焦电力应用场景，介绍了电力科学智能计算技术。目前的电力系统呈现强不确定性、高维特征、非凸非线性、多时间尺度、复杂时空特性、多目标多约束等特性，电力系统计算面临诸多挑战。而电力科学智能计算能够弥补传统数理方法与通用AI技术的不足，具备提升分析决策计算效率、模型精细化表征能力、算法适应性与泛化能力等优势。

　　如今，摩尔定律逐渐进入瓶颈，单芯片的算力提升空间越来越窄，成本越来越高。因此，盘活现有的算力资源至关重要，“算力网络”应运而生。算力网将离散的算力连接起来，由“算”来生产算力，由“网”来连接算力，为用户提供最适合的算力资源服务，即算力类型匹配、算力规模合适、算力性价比最优。

中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员李国杰

　　中国工程院院士、中国科学院计算技术研究所研究员李国杰提出，现在不同的单位都在算力网方面做了不同的努力，运营商主攻云网融合，地方政府建设算力枢纽中心，计算机界的重点是分布式计算的基础研究，需要将这些研究形成合力。他还指出，大模型预训练是目前对算力的主要需求，但广域分布式计算并不适合做大模型的训练，依靠多个小的智算中心，通过分布式计算来训练大模型未必是出路。算力网研究需要有与网页类似的核心抽象，将“超链接”发展为“超任务”。

        科研范式升级：相辅相成，共促发展

　　国防科技大学副研究员冯大为在演讲中分享道，科学研究经历了五种范式，包括基于观察和归纳的经验科学，以孟德尔、拉瓦锡等科学家为代表；基于假设与逻辑演绎的理论科学，以牛顿、爱因斯坦等科学家为代表；到1950年代，出现了通过计算机对复杂现象进行仿真的第三种科研方式，分子动力学仿真是其中的典型代表；2000年之后，由于互联网和云计算的发展，催生了大数据驱动的科学研究范式，主要强调数据的管理、共享和挖掘；2020年之后，随着人工智能技术，特别是AlphaFold系列、GPT系列大模型的发展，出现了人工智能驱动的科学研究范式。

　　冯大为提出，这些科研方法之间不是替代的关系，而是相辅相成，共同推动科学研究的发展。

　　CCFHPCChina创办于2005年，今年已是第20届盛会。如今，CCFHPCChina已成为与美国SC超算大会、德国ISC超算大会并驾齐驱的高性能计算领域全球最具影响力的三大超算盛会之一。20年来，中国计算机学会高性能计算专业委员会通过CCFHPCChina这样一个学术平台，为学术界与产业界，同时也为高性能计算的用户与国外学术同行，搭建了一个专业、高端、广泛的交流平台，有效促进了中国高性能计算机事业的快速发展。

　　2024年，中国高性能计算迎来深研人工智能与新质生产力和算力产业间紧密关系的重要契机。作为一届继往开来的行业盛会，CCFHPCChina致力于通过广泛交流与合作，为行业开疆拓土增添新势能。

　　在本次大会上，从特邀报告到主题论坛，来自不同专业领域的顶尖学者与行业专家围绕HPC的发展现状与趋势进行了深入探讨。大会以“华章廿载新质未来”为主题，邀请了12位院士与超400位顶尖学者，举办了30场主题论坛以及30余场丰富多彩的周边活动，参会人数突破4000人，现场交流氛围浓厚。

　　高性能计算在科学研究中的作用日益凸显，超算与智算融合、算力与网络融合成为大趋势，科研范式的升级也为科学研究带来了新的机遇与挑战。未来，我们期待高性能计算在更多领域发挥更大的作用，推动科学研究不断向前发展。