“產(chǎn)學(xué)研用”賽場(chǎng)，鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室將采用云海“起跑”

北京2021年9月22日 /美通社/ -- 起跑！如今，這個(gè)詞在很多領(lǐng)域被賦予新內(nèi)涵。這次，我們將它的解釋權(quán)交給鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院某研究院大數(shù)據(jù)與人工智能實(shí)驗(yàn)室。

實(shí)驗(yàn)室的新課題 -- “1+1+1>3”

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的有效結(jié)合，提高科技成果的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化率，一直是科技創(chuàng)新與市場(chǎng)化運(yùn)作中最關(guān)鍵的一環(huán)。然而科技成果的轉(zhuǎn)化，一端連接著高校院所，另一端連接著企業(yè)，要形成1+1+1>3的效果并非易事，如何讓科技成果轉(zhuǎn)化之路越走越暢通，是教育界與企業(yè)界都必須面對(duì)的核心問題。

正如實(shí)驗(yàn)室老師所言：“一直以來，將教學(xué)、科研以及咨詢等工作做到更高質(zhì)量且更有價(jià)值，都是我們持續(xù)追求的，過程中有成績(jī)也有不少困惑，例如產(chǎn)學(xué)研用如何高效聯(lián)動(dòng)、科技轉(zhuǎn)化怎樣加速落地，確實(shí)長(zhǎng)期困擾我們。” 當(dāng)下實(shí)驗(yàn)室站在“產(chǎn)學(xué)研用”的起跑線上，許多難題亟待解決。

其一，成也開源，困也開源。為滿足在校師生以及科研人員在原有環(huán)境中的實(shí)踐和研發(fā)習(xí)慣，并匹配多行業(yè)應(yīng)用開發(fā)體系，實(shí)驗(yàn)室必須以開源技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建云平臺(tái)。那么，如何在實(shí)驗(yàn)室硬件基礎(chǔ)設(shè)施之上，將KVM、OpenStack、Kubernetes、Hadoop等開源技術(shù)架構(gòu)統(tǒng)一集成起來，為師生提供完整的云基礎(chǔ)設(shè)施解決方案，無疑是整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的第一大難題。

其二，數(shù)智多元能力難聚合?！吧显朴脭?shù)賦智”是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新動(dòng)能，更是科研創(chuàng)新的主要抓手。大數(shù)據(jù)與人工智能的不同技術(shù)體系對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能力要求非常復(fù)雜，需要的算力資源既有通用架構(gòu)下CPU和GPU的并行計(jì)算能力，又有專用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU）和張量處理器（TPU）等，如何把虛擬機(jī)、容器、裸機(jī)、大數(shù)據(jù)計(jì)算、AI計(jì)算等復(fù)雜能力聚合起來，按需取用，對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的資源聚合、調(diào)度能力提出了極高要求。

其三，相對(duì)滯后的運(yùn)維運(yùn)營(yíng)能力。作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，技術(shù)和架構(gòu)的升級(jí)必然緊跟前沿科技的發(fā)展，可以預(yù)見，實(shí)驗(yàn)室將面對(duì)更加復(fù)雜的運(yùn)維和運(yùn)營(yíng)難題。因此提供跨平臺(tái)和技術(shù)統(tǒng)一運(yùn)維保障的能力與接口，提高運(yùn)維管理效率，避免多平臺(tái)、多技術(shù)線運(yùn)維帶來的學(xué)習(xí)成本、使用成本和管理成本的提升，將是“起跑”之后改變“頻率”的關(guān)鍵。

因此，先實(shí)現(xiàn)開源基礎(chǔ)架構(gòu)的全面融合、云數(shù)智多元算力的高效聚合、運(yùn)維與運(yùn)營(yíng)深度統(tǒng)合，然后把這三方面的目標(biāo)“合而為一”，建設(shè)一套以云數(shù)智高度融合為目標(biāo)的資源共享平臺(tái)勢(shì)在必行。

三位一體 -- 架構(gòu)、數(shù)智、運(yùn)維

工欲善其事，必先利其器。為更好解決實(shí)驗(yàn)室在科研創(chuàng)新與業(yè)務(wù)應(yīng)用方面的諸多問題，研究院最終選擇了深諳融合之道的浪潮云海云數(shù)智融合智能解決方案。

先看內(nèi)核，浪潮云海解決方案采用了成功支撐超過30萬個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的云海OS，將開源、開放技術(shù)和敏捷的產(chǎn)品化過程有機(jī)結(jié)合，推動(dòng)各個(gè)行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級(jí)，全面支撐從傳統(tǒng)核心應(yīng)用到大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、邊緣計(jì)算等創(chuàng)新應(yīng)用的各類場(chǎng)景，這也是改變實(shí)驗(yàn)室“起步”技術(shù)的核心。而核聚變產(chǎn)生的能量是巨大的，這為基礎(chǔ)架構(gòu)、數(shù)智能力、運(yùn)維運(yùn)營(yíng)“三位一體”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提供了澎湃動(dòng)力。

• 基礎(chǔ)架構(gòu)合一
  在傳統(tǒng)的高校實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景中，虛擬化、容器，大數(shù)據(jù)，人工智能等科研實(shí)驗(yàn)常用的技術(shù)架構(gòu)都需要獨(dú)立建設(shè)，而云海云數(shù)智融合智能解決方案卻可以利用一體化平臺(tái)底座，為校內(nèi)師生提供了多元化資源，解決了過去基礎(chǔ)實(shí)踐平臺(tái)因架構(gòu)割裂帶來的獲取資源不便捷、實(shí)驗(yàn)科研流程繁瑣、資源利用率低以及運(yùn)維難度大等諸多問題。
• 數(shù)智能力合一
  在云計(jì)算與大數(shù)據(jù)成熟的沃土上誕生的AI可謂是天選之子，但是AI 的技術(shù)需求和大數(shù)據(jù)處理模式有很大差異，尤其是在計(jì)算密集性層面，與傳統(tǒng)的大數(shù)據(jù)處理和分析應(yīng)用有著本質(zhì)的不同。例如，深度學(xué)習(xí)模型在訓(xùn)練時(shí)需要依賴GPU 或者 FPGA 等硬件資源的算力支撐，而大數(shù)據(jù)的存、取、用、管則是以 CPU 為主，這就使得整體計(jì)算資源在管理和分配上也存在一定不同。
  浪潮云海云數(shù)智融合智能解決方案將具備大數(shù)據(jù)處理和人工智能計(jì)算深度融合能力的浪潮InsightHD納入其中，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)上提供CPU/GPU的一站式數(shù)據(jù)預(yù)處理到模型訓(xùn)練推理能力，滿足人工智能處理所需要的多種深度學(xué)習(xí)框架，例如TensorFlow、PyTorch、Keras等，并提供大量的優(yōu)化的分布式算法。方案落地后，通過數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，圖像推理方面的效率可提升87%、資源利用率提升95%以上、計(jì)算性能提高50%，開發(fā)效率提升40%。
• 運(yùn)維運(yùn)營(yíng)合一
  云數(shù)智融合平臺(tái)深度整合了云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與AI資源池，整體資源利用率相比傳統(tǒng)煙囪模式提高70%，建設(shè)投資降低50%。方案落地后，最終呈現(xiàn)給實(shí)驗(yàn)室用戶則是云數(shù)智一體化服務(wù)目錄，有效達(dá)成了資源的集中化管理，實(shí)現(xiàn)多維視角下的運(yùn)維運(yùn)營(yíng)融合。
  運(yùn)營(yíng)視角，在可融合的軟硬件資源池基礎(chǔ)上，通過靈活的組織,將不同的資源池組成專業(yè)的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并實(shí)現(xiàn)資源的高效管理和調(diào)度以及數(shù)據(jù)在池化資源的靈動(dòng)流轉(zhuǎn)。運(yùn)維視角，憑借一站式健康檢查、資源預(yù)測(cè)分析、可視化日志分析等智能化運(yùn)維功能來釋放運(yùn)維壓力。用戶視角，可以通過統(tǒng)一化門戶界面，科研人員可按需申請(qǐng)各類資源，線上流程審批來解決資源發(fā)放和管控管控問題，徹底解決服務(wù)器申請(qǐng)、環(huán)境部署、工具安裝等很多前置操作，將重心放在最擅長(zhǎng)的課題研究領(lǐng)域。

“起跑”極為重要，“步頻”決定成敗

隨著本次科研平臺(tái)的正式上線運(yùn)行，鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院某研究院大數(shù)據(jù)與人工智能實(shí)驗(yàn)室不斷加速?gòu)膫鹘y(tǒng)教學(xué)實(shí)踐向基于大數(shù)據(jù)、人工智能的新型產(chǎn)學(xué)研用深度融合的教學(xué)實(shí)踐升級(jí)，并成為河南高校首個(gè)云數(shù)智一體化實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，為其他高校的教科研升級(jí)樹立了典型樣板。

“該平臺(tái)面向本院相關(guān)專業(yè)師生，用來提供滿足應(yīng)用需求的軟件開發(fā)新方法和新技術(shù)的訓(xùn)練，打造特色人才培養(yǎng)基地和科研成果轉(zhuǎn)化基地以及高端智庫(kù)，全面促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用的深度融合與協(xié)同創(chuàng)新?！痹侯I(lǐng)導(dǎo)表示。

寫在最后：對(duì)于鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，甚至是更多正在著力探索數(shù)智科研實(shí)踐的高校實(shí)驗(yàn)室來說，浪潮云海無疑是更換起跑方式、提升步頻的最佳選擇。