AI浪潮席卷科研領(lǐng)域，以DeepSeek為代表的生成式AI技術(shù)正掀起新一輪科研革命。華為基于其在AI和高性能計(jì)算等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，推出智算實(shí)驗(yàn)室解決方案，與DeepSeek協(xié)同創(chuàng)新，加速科研成果轉(zhuǎn)化，助力實(shí)驗(yàn)室體系突破瓶頸，引領(lǐng)科研邁向新時(shí)代。

在科研領(lǐng)域，智能化已成為推動(dòng)科技進(jìn)步的重要引擎。實(shí)驗(yàn)室體系是國(guó)家重要科研力量，承擔(dān)著引領(lǐng)科技創(chuàng)新、突破關(guān)鍵技術(shù)以及支撐國(guó)家重大戰(zhàn)略任務(wù)的重任。然而，在科研智能化浪潮中，實(shí)驗(yàn)室體系也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

l算力需求激增。隨著科研項(xiàng)目的復(fù)雜化和精細(xì)化發(fā)展，算力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，而傳統(tǒng)計(jì)算資源難以滿足大規(guī)?？茖W(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析和模型訓(xùn)練的需求，這成為制約科研進(jìn)展的關(guān)鍵。

l實(shí)驗(yàn)室科研數(shù)據(jù)呈現(xiàn)碎片化、分散化特征，共享和協(xié)同效率低，管理松散，數(shù)據(jù)安全無法保障。

l科研園區(qū)管理難度大。在科研與實(shí)驗(yàn)室園區(qū)管理領(lǐng)域，往往存在一些問題，如：多研發(fā)中心且布局分散、人員數(shù)量多溝通不暢、科研儀器費(fèi)用高且共享效率低等。

l科研協(xié)同與創(chuàng)新不足。科研項(xiàng)目跨學(xué)科性和合作性日益增強(qiáng)，對(duì)科研協(xié)同與創(chuàng)新的要求越來越高。但當(dāng)前許多實(shí)驗(yàn)室在科研協(xié)同、創(chuàng)新方面機(jī)制不健全、溝通不暢，難以充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)智慧和集體力量。

三大平臺(tái)，助力創(chuàng)新

作為科研智能化的先鋒，華為通過先進(jìn)的技術(shù)和深厚的研發(fā)實(shí)力，為科研領(lǐng)域注入新動(dòng)力。在華為全聯(lián)接大會(huì)2024期間，華為智算實(shí)驗(yàn)室解決方案正式亮相，方案依托智能感知、智能聯(lián)接、智能中樞等全棧自主創(chuàng)新產(chǎn)品和平臺(tái)，構(gòu)建科研計(jì)算、科研服務(wù)、實(shí)驗(yàn)室科研園區(qū)三大科研平臺(tái)能力，加速科研成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，助力科研創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展。

科研計(jì)算

科學(xué)計(jì)算平臺(tái)具備全?？蒲杏?jì)算調(diào)度能力，適配科研套件和實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)軟件，打造實(shí)驗(yàn)室開放創(chuàng)新計(jì)算平臺(tái)，解決多元異構(gòu)計(jì)算調(diào)度難題。同時(shí)，通過引入AI技術(shù)，提升計(jì)算效率并保障科研連續(xù)性，適配生命科學(xué)和信息科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的科研生態(tài)，打造了科學(xué)研究新范式。

面向科研計(jì)算場(chǎng)景，華為提供全棧創(chuàng)新的鯤鵬高性能計(jì)算方案，助力客戶開展多學(xué)科交叉研究，該方案涵蓋硬件、基礎(chǔ)軟件、調(diào)度和管理軟件等多個(gè)方面。在硬件層面，華為提供自研高性能計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件。在軟件層面，華為通過提供數(shù)學(xué)庫(kù)、通信庫(kù)、編譯器、管理調(diào)度軟件等基礎(chǔ)軟件，為客戶構(gòu)建自主、完整的高性能計(jì)算基礎(chǔ)軟件棧。面向應(yīng)用，華為秉持開放的態(tài)度，與各科研領(lǐng)域的專家共同開展面向生命科學(xué)、信息科學(xué)、氣象海洋、新材料等重點(diǎn)領(lǐng)域的學(xué)科交叉研究與合作。在生命科學(xué)領(lǐng)域，華為已跟主流生信社區(qū)合作，實(shí)現(xiàn)4000多款應(yīng)用原生支持鯤鵬。

面向AI計(jì)算場(chǎng)景，華為昇思MindSpore專為AI計(jì)算設(shè)計(jì)，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬的非線性擬合，幫助科學(xué)家求解高維方程，進(jìn)而提升科技創(chuàng)新的效率。當(dāng)前，華為昇思已在多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域有所突破。比如在流體仿真方面，華為與商飛聯(lián)合，開發(fā)面向大型客機(jī)翼型流場(chǎng)的高效高精度的AI仿真預(yù)測(cè)模型，能高效模擬飛機(jī)起飛和飛行階段機(jī)翼及機(jī)體流場(chǎng)的時(shí)空演化，為飛機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考，通過AI預(yù)測(cè)的流場(chǎng)平均誤差降低到10^-4 量級(jí)，仿真預(yù)測(cè)效率提升數(shù)十倍。

科研服務(wù)

科研服務(wù)平臺(tái)基于一體化云架構(gòu)，提供數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)、數(shù)據(jù)湖、數(shù)據(jù)治理等產(chǎn)品及工具，實(shí)現(xiàn)跨域多DC數(shù)據(jù)全局可視、可管、可用，使科研存數(shù)、治數(shù)、用數(shù)的體驗(yàn)變得簡(jiǎn)單、高效、便捷，并保障數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、治理、計(jì)算加工、共享交換、交易流通等全過程安全可靠，進(jìn)而保障科技數(shù)據(jù)全生命周期的安全。

科研服務(wù)平臺(tái)還能提供一站式、全流程、安全可靠的軟件開發(fā)生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線可以提供完全自主創(chuàng)新的開發(fā)工具鏈，覆蓋軟件交付全生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)。在開發(fā)方面，支持20多種主流編程語(yǔ)言，可支持百萬級(jí)代碼大模型，內(nèi)置4000多個(gè)代碼檢查規(guī)則，從而實(shí)現(xiàn)智能化研發(fā)，編程效率提升20%。在測(cè)試方面，測(cè)試環(huán)境支持按需編排和千萬TPS性能測(cè)試。

科研服務(wù)平臺(tái)還提供DataDimension工具，該工具以筆記為載體輔助科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)及科研人員，服務(wù)科研全流程的工具產(chǎn)品。該產(chǎn)品可運(yùn)用于從課題探索、科研立項(xiàng)開始，到科研數(shù)據(jù)收集和建立基于科研數(shù)據(jù)的方法論，再到產(chǎn)出科研成果的整個(gè)流程。在幫助科研人員及團(tuán)隊(duì)高效實(shí)現(xiàn)科研目標(biāo)的同時(shí)，它還能不斷完善數(shù)據(jù)庫(kù)、沉淀有效的科研數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)室科研園區(qū)

實(shí)驗(yàn)室科研園區(qū)采用HiSec方案，通過防火墻、IP、光網(wǎng)等產(chǎn)品組合，滿足客戶等保三級(jí)、科研園區(qū)多分支安全上網(wǎng)、分支總部安全互聯(lián)等需求?？蒲袌@區(qū)網(wǎng)絡(luò)采用萬兆高品質(zhì)MGE + Wi-Fi 7方案，實(shí)現(xiàn)了科研園區(qū)高密接入場(chǎng)景的有效管理。多園區(qū)業(yè)務(wù)隨行方案，能夠確保總部多分支科研園區(qū)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的體驗(yàn)一致性，從而提升對(duì)接效率并降低集成成本。

對(duì)客戶來說，實(shí)驗(yàn)室科研園區(qū)通過網(wǎng)絡(luò)安全管理、業(yè)務(wù)隨行、科研儀器管理等“組合拳”，有效助力園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。首先，基于園區(qū)通用方案的智能安防、便捷通行，不僅能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)管理，區(qū)域權(quán)限實(shí)名化，進(jìn)出實(shí)時(shí)管理，而且可以通過智能安防實(shí)現(xiàn)二次校對(duì)和監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)智能告警。其次，全網(wǎng)資產(chǎn)安全態(tài)勢(shì)感知能夠整體把握并改善安全狀況；貼近客戶業(yè)務(wù)，更快更準(zhǔn)檢測(cè)已知、未知安全威脅；自動(dòng)化響應(yīng)安全威脅事件，做到快速取證和止損，恢復(fù)業(yè)務(wù)。通過集中控制與策略隨行，做到用戶的隨時(shí)隨地安全接入和以人為中心精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隨行?？蒲袃x器管理通過IoT平臺(tái)軟件、統(tǒng)一運(yùn)維等，實(shí)現(xiàn)各類園區(qū)設(shè)備的數(shù)據(jù)集成和設(shè)備控制，提升資產(chǎn)可視管理和使用效率，降低維護(hù)成本。

實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景數(shù)字化咨詢

除了以上介紹的三大平臺(tái)，華為還依托IPD研發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，打造實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景數(shù)字化咨詢服務(wù)，包括科研管理輕咨詢和IT治理輕咨詢，助力實(shí)驗(yàn)室客戶提升科研協(xié)同與創(chuàng)新能力。該咨詢服務(wù)能夠在組織原則、技術(shù)規(guī)劃流程體系、科研開發(fā)流程體系、IT建設(shè)與管理等各個(gè)方面，為實(shí)驗(yàn)室客戶提供行業(yè)最佳實(shí)踐、IPD咨詢專家團(tuán)隊(duì)以及可信的流程保障等能力。

科研管理輕咨詢主要針對(duì)科研流程不暢、上下銜接不暢、人才培養(yǎng)不成體系等問題，幫助客戶解決內(nèi)外部科研流程不暢通的問題，并加強(qiáng)高端人才的吸引和培養(yǎng)。IT治理輕咨詢則針對(duì)客戶信息化系統(tǒng)建設(shè)隨意，廠商選擇隨意等問題，幫助客戶規(guī)劃統(tǒng)一的科研IT平臺(tái)建設(shè)藍(lán)圖，打造一套統(tǒng)一的科研IT平臺(tái)、管理體系和流程。

自主創(chuàng)新，價(jià)值基石

通過提供高效、安全、創(chuàng)新的解決方案，華為智算實(shí)驗(yàn)室為客戶帶來如下關(guān)鍵價(jià)值：

l加速科技創(chuàng)新進(jìn)程：全棧自主創(chuàng)新，解決了多元異構(gòu)算力調(diào)度難題，提升計(jì)算效率，保障科研連續(xù)性；AI4S（AI for Science）通過非線性擬合方式，幫助科學(xué)家解決高維方程求解難題，大模型為科研創(chuàng)新帶來新范式。

l提升科研服務(wù)效能：打通多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)科研數(shù)據(jù)的分級(jí)管理、安全流轉(zhuǎn)和全域數(shù)據(jù)流動(dòng)；通過實(shí)驗(yàn)室流程管理應(yīng)用，提高科研項(xiàng)目管理效率。

l助力科研園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型：通過構(gòu)建業(yè)務(wù)隨行、網(wǎng)絡(luò)安全管理以及實(shí)驗(yàn)儀器科學(xué)管理等能力，提升科研辦公效率。

l提升科研協(xié)同與創(chuàng)新能力：打通內(nèi)外部科研流程，加強(qiáng)高端人才的吸引和培養(yǎng)；打造統(tǒng)一科研IT平臺(tái)、管理體系和流程。

春華秋實(shí)，未來可期

目前，華為智算實(shí)驗(yàn)室方案已服務(wù)20多個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、省實(shí)驗(yàn)室等各類實(shí)驗(yàn)室，特別是在生命科學(xué)、信息科學(xué)領(lǐng)域，華為通過持續(xù)的能力構(gòu)建，為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展蓄勢(shì)賦能。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，華為構(gòu)建了三大能力：成功適配并遷移3200多款主流科研計(jì)算軟件；聯(lián)合伙伴打造實(shí)驗(yàn)室Lims系統(tǒng)，支撐實(shí)驗(yàn)室全要素智能化管理；通過端到端全棧技術(shù)集成，保障生信實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)可靠、可追溯。以崖州灣科技城為例，崖州灣實(shí)驗(yàn)室與華為合作，基于鯤鵬高性能計(jì)算平臺(tái)，打造了種子等生命科學(xué)應(yīng)用平臺(tái)，加速科研成果轉(zhuǎn)化。崖州灣科技城管理局信息管理部部長(zhǎng)賴建樂表示：“在集群計(jì)算賦能科研方面，集群計(jì)算為水稻育種研究、畜禽功能基因組大數(shù)據(jù)挖掘工作以及流體力學(xué)科學(xué)仿真等項(xiàng)目提供了助力?！?/p>

在信息科學(xué)領(lǐng)域，華為同樣實(shí)現(xiàn)了三大能力：完成DeepSeek、書生、鵬城等多個(gè)伙伴大模型AI模型適配開發(fā)，實(shí)現(xiàn)主流大模型適配；集成行業(yè)頭部伙伴，實(shí)現(xiàn)客戶現(xiàn)網(wǎng)大模型開發(fā)工具適配，增強(qiáng)AI大模型，使能客戶競(jìng)爭(zhēng)力；聯(lián)合伙伴，增強(qiáng)多瑙調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)混合調(diào)度與異構(gòu)算力的高效融合。日前，鵬城實(shí)驗(yàn)室支持建設(shè)的開源社區(qū)OpenI啟智社區(qū)作為“中國(guó)算力網(wǎng)開源開放試驗(yàn)場(chǎng)”，在鵬城實(shí)驗(yàn)室與華為昇思MindSpore及華為昇騰團(tuán)隊(duì)的通力協(xié)作下，依托“鵬城云腦”大科學(xué)裝置，完成DeepSeek部分模型在昇騰NPU上的適配工作，這些模型現(xiàn)已能在MindSpore與PyTorch框架上順暢運(yùn)行，并已通過OpenI啟智社區(qū)開源開放。

隨著科研智能化的深入發(fā)展，華為智算實(shí)驗(yàn)室方案將在實(shí)驗(yàn)室體系建設(shè)中發(fā)揮更大作用。華為將持續(xù)優(yōu)化方案性能，提升用戶體驗(yàn)，同時(shí)積極拓展應(yīng)用領(lǐng)域，支持更多行業(yè)的科研創(chuàng)新。

此外，華為正從以工程和技術(shù)創(chuàng)新為主的“創(chuàng)新1.0”向以基礎(chǔ)理論突破和技術(shù)發(fā)明為核心的“創(chuàng)新2.0”邁進(jìn)。通過聚焦基礎(chǔ)科學(xué)和前沿技術(shù)，華為將推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，為科研智能化注入新動(dòng)力。

未來，華為期待與客戶和合作伙伴深化合作，共同打造智能、高效、低碳的科研基礎(chǔ)設(shè)施，助力科技自主創(chuàng)新，共創(chuàng)美好未來。

文/華為公共事業(yè)軍團(tuán)

孫鵬飛 張磊