卢锡城：超算发展需从“结合式异构”迈向“融合式AI加速”

  8月14日，由中国计算机学会主办的第21届CCF全国高性能计算学术大会（简称“CCF HPC China 2025”）在内蒙古鄂尔多斯举行。国防科技大学教授、博士生导师卢锡城以《百尺竿头须进步——谈谈高性能计算下步发展》为题，系统回顾了高性能计算（HPC）的发展历程，深入剖析了当前技术瓶颈，并提出面向人工智能与科学计算深度融合的新一代计算架构发展方向。

  卢锡城介绍，自1975年超级计算机诞生以来，其性能大约每十年增长1000倍，形成了超算领域的“摩尔定律”。这一惊人发展速度的背后，是应用需求的强力牵引与使能技术的持续进步。从物理建模、计算方法到体系结构、集成电路和数字通信技术的协同演进，推动了超算能力的飞跃。特别是1993年被公认为MPP（大规模并行处理）元年，标志着并行计算成为主流。“MPP之所以能持续发展，路越走越宽，一个重要原因在于对领域应用特点的深度把握。”卢锡城说。

  “高性能计算机发展靠两大技术支撑，一个是摩尔定律，一个是并行技术。”进入21世纪，随着功耗与频率壁垒的出现，并行技术成为突破单核性能瓶颈的唯一路径。异构计算架构应运而生。当前，在全球超算TOP500榜单中，尤其是前十名系统中，异构架构已占据绝对主导地位。

  然而，随着智能科学界计算的兴起，CPU+GPU的简单异构模式依然面临着在计算，存储，通信等融合方面的巨大挑战，需要在体系结构设计上面进一步探索新的实现技术和方法原理。

  为此，卢锡城提出应推动计算架构从“结合式异构加速”向“融合式AI加速”转变。他建议，未来体系结构设计必须以应用特点为导向，软硬件协同优化，实现均衡配置。基于此，他提出一种新型的CPUSIMT融合计算架构，采用“直连—桥连—互联”三层结构：通过CPU与GPU直连提升局部效率，以CPU作为“桥梁”增强扩展性，最终构建可扩展至十万级节点的高效互联系统。

  “我们一直在朝着高性能和易使用的目标努力，尽管在高带宽存储、芯片先进制程工艺等方面仍存在差距，但中国已今非昔比，具备强大的自主创新能力。”卢锡城表示，应坚定科技自立自强的信心，吸收成功经验，加强系统与应用的协同、软硬件的联动创新，共同推动我国高性能计算迈向更高水平。（记者 肖春芳）