央视纪录片揭秘 国产算力的一次关键选择

来源：环球网

【环球网科技综合报道】9月25日起，四集纪录片《超级工程—曙光8000》在CCTV-9纪录频道连续播出。首集《破重关》将镜头对准首个全国产十万卡AI超集群曙光8000 的研发路线选择。项目于2021年底正式立项，彼时生成式人工智能尚未爆发，小模型仍是主流。一个尖锐问题由此浮现：一套需要数年研制、十万卡规模的复杂算力系统，如何不被快速迭代的智能时代甩下？

这不是一个只靠“堆卡”就能回答的问题。它牵涉芯片架构、高速互连、存储、散热、工程交付，更牵涉对未来的判断：两年、三年后，科研和产业到底需要什么样的计算能力？曙光8000的选择，正是一次面向未来的关键下注。

立项时还在“小模型时代”

纪录片第一集将时间拉回2021年底。曙光8000正式立项时，人工智能还处于小模型时代。曙光8000 AI超集群总设计师李斌在片中回忆，当时行业尚未意识到，需要以大规模计算架构来支撑人工智能发展。项目启动时的需求背景，与后来大模型带来的算力需求并不是同一幅图景。

但研发团队必须提前规划五年后的系统。李斌说，做方案时需要预判未来市场需求、工艺和工程化能力。曙光信息产业股份有限公司董事长历军则在片中解释，高性能计算主要是用数学方法构建数学模型，通过计算机模拟仿真去支持科学发现；人工智能带来的是另一种计算方法，它用统计学方法、用大量数据去判定方向。两者结合，简单说就是“算得准而且快”。

团队当时有一个预判：当这台机器在两到三年后研制完成时，数学方法和数据方法将同等重要。正因如此，曙光8000没有走传统分区路线，而是选择“超智融合”技术路线，从架构设计之初就面向多元混合精度计算需求进行原生优化。

曙光8000支持从FP64到INT8的全精度算力，覆盖科学计算、大模型训练、AI推理、工业仿真等多类场景。它既可承载高精度科学工程计算，也可支持低精度AI计算，使不同任务都能获得相应的计算支持，也为两类方法结合使用提供条件。这意味着，系统的能力边界和使用范围在方案阶段就被重新划定。

改路线，比新建更难

路线选择听起来是技术问题，但在大型工程中，它首先是协作问题。历军在片中坦言，大型任务一旦确定，要想调整难度极大。业界专家、科学家、产业伙伴需要高度认同，团队至少用一年时间反复沟通、反复说服，最终才能一锤定音。

最终，曙光8000成为国内首个在十万卡规模下研发原生超智融合技术路线的项目。它既要做高精度的科学计算，又要能支持AI大模型的训练推理。路线既定，真正的硬仗才刚刚开始。

曙光8000 AI超集群主任架构师钟于义接到的任务看似无解：在物理面积不变的情况下，塞进更多算力核心。就像一套房子面积锁死，里面住的人却突然暴增，不扩建的前提下，只能重新规划。团队要判断芯片里哪部分功能可以重叠、哪部分设计需求可以优化，最终把面积控制到可工程实现的程度，同时保证算力。

多芯片协同随之而来。曙光8000单块主板搭载8颗智算芯片，芯片之间的数据通信成为瓶颈。钟于义说，高性能计算任务中，每张卡往往齐步做一样的事情；而智算任务中，每张卡任务不同，数据还要不停通信。为让8颗智能芯片高速互连，团队在交换芯片方向展开攻关。两年后，当计算结果在屏幕上正确显示出来时，所有人都欢呼了。钟于义说，这对团队而言是一个具有里程碑意义的时刻。

系统结构设计同样逼近极限。曙光8000 AI超集群系统结构设计师阳欢面对的是这样的难题：每个节点零件达到2万多个，一个节点内部叠到9层板卡，空间却极为有限。传统板卡上下空间大，可以接受辅助支撑结构；但在曙光8000节点上，中间定位空间不足，两个模块都是活动的，却要保证0.2毫米级精度，否则信号传输可能丢失。

阳欢从传统“斗拱”工艺中找到灵感。斗拱中，有的零件垂直承重，有的零件连接固定，各司其职，保障古建筑结构稳定。机器设计也参照这种思路：有的零件起强度作用，有的起连接作用，经过组合达到系统稳定性和可靠性。最终，整机结构组装精度达到0.05毫米，多达9层部件被装配进不足9厘米的空间内。

从万卡到十万卡，不是芯片数量的简单叠加。十万张智能计算芯片要被组织成一套稳定运行的系统，网络、存储、散热、供电、调度每一个环节都要重新设计。

应用才是最终检验

真正检验前瞻判断的，是应用。目前，曙光8000已在多个领域落地：实现3.16万亿原子DFT精度模拟；实现328万亿网格湍流直接模拟；量子领域实现152自旋轨道FeMoco团簇基态能量计算；助力中国气象局地球系统数值预报中心实现1小时完成全球未来10天预报计算，精度达到5公里分辨率。

曙光8000正式落成后就同步接入国家超算互联网，可以为更加广泛的用户提供服务。目前超算互联网应用服务平台注册用户数达170万+，应用商品7300+，日均作业量超30万次，累计作业量超2.7亿次。应用覆盖材料、地质、电磁、工具类、海洋、量子、流体、气象、生信、数学、水文、天文、物理等领域。

这些实践说明，曙光8000并非单一算力资源的堆叠，而是从架构设计之初就面向多元混合精度计算需求进行原生优化，是一套可落地、可运营、可验证的系统级解决方案。对产业读者而言，其价值不只在技术参数，更在于一种方法论：当AI时代快速变化，算力基础设施不能只满足眼前需求，还要为未来两到三年的应用留出空间。

历军在片中回忆，30多年来，团队只在这一个领域持续发展，积累下来的技术、经验和人才，就是底气。中国工程院院士、中科曙光创始人李国杰则说，好钢要用在刀口上，用在真正解决最急需解决的问题上。

从纪录片来看，一套需要多年研制的复杂系统，要跟上快速变化的AI时代，既考验技术实力，也考验对未来应用的判断。路线选择需要提前下注，而工程实现，才是把判断变成现实的那一步。（勃潺）