专题序言

金钟

中国科学院计算机网络信息中心，北京 100083

随着创新算力与新一代人工智能技术的发展，超算与人工智能的融合已成为驱动科技创新的关键力量，将长期为我国各行业转型升级和数字经济发展提供核心驱动力。近年来，中国超算通过国产先进计算架构、高性能多核处理器、高速互连网络、大规模存储等关键技术构建，在通用CPU 计算能力、网络能力、存储能力以及应用服务能力等多方面实现倍增，用以支持高性能计算、AI 大模型训练以及大数据分析各类应用模式。基于国产异构加速计算平台的计算资源，通过联合产业链上下游企业、高校、科研院所、重点用户单位等相关创新力量，对于协同技术攻关，以期实现合力打造“共享、共赢、共创”可信赖的合作伙伴平台，完善“芯、端、边、云、智、网”更开放融合的计算产业生态，构建“实用、好用、易用”高水平的商业应用体系的美好愿景具有重要意义。

本次“超算互联网及应用”专题，就是基于国产异构加速计算平台的计算资源，广泛征集相关技术创新及应用案例，最终收录4 篇文章，从基础算法、应用软件向国产异构加速计算平台进行适配、移植、优化等方面分享超算赋能行业应用最新成果和经验，共同探讨超算、智算、人工智能、大数据等先进技术的融合发展之路。

在《聚合物分子动力学软件PyGAMD 及在国产异构计算平台的适配》一文中，于卓辰等汲取自主开发聚合物分子动力学模拟软件的经验，基于解释型语言Python 开发了分子动力学模拟解释器PyGAMD。该解释器支持用户自定义分子动力学模拟功能，还包括了聚合物建模工具、异构加速库、数据处理等工具，用户可以通过PyGAMD轻松组合所需模块完成分子动力学模拟工作。在计算效率方面，PyGAMD 的表现在多数场合都非常出色。未来，PyGAMD 的发展将侧重于构建高度自由的多模块化框架，同时开发机器学习势能和细粒化等功能。

由郑亮等人撰写的《基于Kokkos 模板元编程的性能可移植求解器开发》一文中，在Kokkos代数算子库基础上，开发一套面向国产E级计算环境的“性能可移植”模板元接口开源框架，用于线性代数求解器编程。给出其用于Krylov子空间算法的简单编程示范，实现了面向国产异构处理器的线性代数求解器移植，部分求解器相较于10 核超线程Xeon CPU 有数十倍以上加速。可见性能可移植编程可成为应对多样化异构计算的解决方案。

徐顺等撰写的《eMD：基于异构计算的大规模分子动力学模拟软件》一文介绍了自研分子动力学模拟软件eMD的系统设计及其异构计算应用。首先介绍eMD 软件的目标定位，包括应用功能和计算性能两方面；然后介绍软件概要设计，包括框架、模块和接口等组成部分；重点围绕面向异构计算的软件架构设计和移植优化技术进行阐述。eMD软件系统基于GPU异构计算可实现大规模体系模拟，同时提供特色的分子动力学模拟算法和模型。eMD 将充分发挥GPU 异构计算算力，以提升分子动力学模拟应用效率，助力分子建模理论方法的创新应用和分子科学问题的研究。

李维钊等撰写的《基于国产异构计算平台的快速SVD 算法及其在海洋资料同化的应用》一文在大规模计算环境下并行策略及实现方法基础上，设计并实现了基于国产异构计算平台的CPU 和类GPU 卡协同批量SVD 解算的实现流程和数据结构，并给出了实际性能提升测试数据，同时，完整地使用C/C++实现了资料同化程序。该算法充分利用国产异构计算平台CPU和计算卡的计算资源，实现了基于奇异值分解（SVD）的矩阵求逆的高效实现算法，从基础算法上显著提高了资料同化的计算效率。其应用可以扩展到量子计算、人工智能、图像处理、信号降噪等领域的算法实现，具有广泛的应用价值，使用C/C++语言的资料同化应用软件，丰富了国产异构计算平台的应用生态。

通过本次专题内容的推荐，期望能够对行业科研人员提供帮助，推进实际应用问题的解决，推动国产异构加速计算平台的计算资源创新发展，提供更高效、更精准的计算平台，共同打造我国科技创新平台，支撑国家算力网络建设战略。