我国首台自主3D科学计算机问世 计算效率提升超万倍创国际领先水平

当前全球人工智能竞争进入深水区,如何将AI与科学研究深度融合成为各国争相突破的战略高地。

在国家"人工智能+"行动指引下,我国正加快构建自主可控、支持多尺度科研任务的智能计算基础设施,而这恰好成为推动科技自立自强的关键突破口。

思朗科技此次发布的"天穹"3D科学计算机正是在这一背景下应运而生的重要成果。

从技术源头看,"天穹"的核心竞争力源于其采用的MaPU芯片架构。

该架构由思朗科技创始人、前中国科学院自动化所所长王东琳于2009年首次发明,经过十余年持续研发与迭代优化,已实现在内核、指令集与计算体系结构层面的根本性突破。

相比传统芯片架构,MaPU完美融合了专用芯片ASIC的高效性,同时兼具通用处理器CPU和图形处理器GPU的灵活可编程性优势,代表了芯片设计领域的重大创新。

这一完全自主的底层架构设计,为国产芯片领域填补了重要空白,打破了长期以来对国外先进芯片的依赖。

在系统层面,"天穹"采用全3D互联整机架构设计,这是其性能优势的另一个重要源头。

通过极低的通信延迟和创新的计算流程设计,使其在处理三维科学仿真问题时实现了千百倍的计算效率提升。

与传统二维架构的超算系统相比,"天穹"的分子动力学仿真能力达到每天5至10微秒,性能提升幅度达2至4个数量级,已达到国际领先水平,可与美国安腾二代超级计算机相媲美。

从应用实践看,"天穹"已成为推动科学智能领域突破的重要工具。

首台样机自2022年交付上海科技大学后,迅速展现出其在科研中的价值。

2023年,依托"天穹"的长江3D科学计算中心在湖北孝感正式投入运行,已成为全球规模最大的通用型3D科学计算算力集群。

该中心自运营以来,已服务来自全球的两百余个顶尖科研团队与创新机构,与北京大学、上海交通大学、浙江大学、武汉大学等国内一流高校建立深度科研协作关系。

在生物医药领域,"天穹"的应用成效尤为显著。

通过其高精度的分子仿真能力,科研团队在自身免疫性疾病药物靶点研究中取得突破性进展,首次发现了新的变构口袋及候选药物分子,相关成果已进入实验验证阶段。

截至目前,基于"天穹"的算力支持,已有近二十篇国际顶级期刊论文相继发表,多款创新药物已进入临床前试验阶段。

同时,该计算平台已为新材料、半导体等领域的二十多家创新企业提供了重要的算力与技术支撑。

从科学工具的演进角度看,"天穹"代表了一个重要的范式转变。

继冷冻电镜实现对生物蛋白质大分子结构"静态"观测的重大进展后,以"天穹"为代表的高精度科学计算系统,正通过精准的仿真模拟成为探索微观世界"动态"规律的新一代"数字显微镜"。

当科学前沿加速向原子、亚原子及量子尺度深入时,这类专业科学计算平台的价值愈加凸显,为人类认知微观世界的本质规律提供了全新的技术路径。

展望未来,"天穹"的应用边界仍在持续拓展。

除了已在药物研发、分子设计等领域取得成果外,该平台还将逐步支撑量子化学、人工智能模型训练等多个前沿科研领域,为我国基础科学研究和各领域科技创新提供源源不断的算力支撑。

算力不仅是数字时代的重要基础设施,更是科学发现与产业创新的“加速器”。

从二维走向三维、从通用走向面向场景的体系结构创新,折射出我国在关键技术路径上持续探索的努力。

面向未来,唯有坚持自主创新与开放协同并重,持续做强底层能力、做优应用生态、做实工程落地,才能让先进算力真正转化为高质量科研成果与高水平产业竞争力。