科研信息化最早得名于英國的e-Science計(jì)劃，是建立在新一代信息技術(shù)基礎(chǔ)上的全新科學(xué)研究模式，其實(shí)質(zhì)是科研生產(chǎn)關(guān)系的信息化，目標(biāo)是加快科技生產(chǎn)力的改造和升級(jí)。2016年7月，我國《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》首次提出要“加快科研信息化”，標(biāo)志著我國科研信息化工作進(jìn)入了新階段。2022年國家政策更是頻發(fā)，要求高校以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，加強(qiáng)有組織科研，推動(dòng)高水平自立自強(qiáng)，并明確專項(xiàng)貸款要重點(diǎn)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的國產(chǎn)替代，通過對(duì)IT軟硬件各個(gè)環(huán)節(jié)的重構(gòu)，建立我國自主可控的IT產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生態(tài)，逐步實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的“去美化”。

高?？蒲行畔⒒街凉拯c(diǎn)，國產(chǎn)替代迫在眉睫

　　科技自立自強(qiáng)是國家強(qiáng)盛之基、安全之要，必須把科技的命脈牢牢掌握在自己手中。隨著科技革命與產(chǎn)業(yè)變革、大國戰(zhàn)略博弈加劇等多重因素疊加和交匯，各類不確定性和挑戰(zhàn)增多，打造自主可控的國產(chǎn)化信息產(chǎn)品，是歷史的必然也是時(shí)代的使命。

　　技術(shù)限制，驅(qū)動(dòng)軟硬件設(shè)備國產(chǎn)化。

　　外部的各種禁令，讓國人感受到了被“卡脖子”的切膚之痛。工業(yè)軟件被取消授權(quán)，相當(dāng)于“釜底抽薪”，使各個(gè)產(chǎn)業(yè)受到巨大影響，甚至無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一流的科學(xué)儀器才能支撐一流的科學(xué)研究，但我國90%的高端科研儀器依賴外國進(jìn)口，一旦斷供后果不堪設(shè)想，不但許多科研工作難以為繼，甚至?xí)l(fā)悲劇。新冠疫情期間，ECMO和麻醉機(jī)等設(shè)備嚴(yán)重短缺，讓“活著”都成為了難題……早日擺脫關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)受制于人的局面，是我們唯一的選擇。

　　生態(tài)制約，倒逼計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)國產(chǎn)化。

　　高?？蒲行畔⒒饕蒲泄芾矸?wù)信息化和科研計(jì)算與數(shù)據(jù)信息化兩大類?？蒲泄芾矸?wù)信息化指的是高?？蒲行畔⑾到y(tǒng)不再是單一的項(xiàng)目管理，而是對(duì)科研課題全程監(jiān)控的信息平臺(tái)，包括信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、優(yōu)化研究流程與體驗(yàn)，合理規(guī)劃科研數(shù)據(jù)和資源的建設(shè)、共享等?？蒲杏?jì)算與數(shù)據(jù)信息化指的是建立高性能計(jì)算系統(tǒng)，通用軟件與硬件的協(xié)同創(chuàng)新、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同創(chuàng)新、通用計(jì)算與AI計(jì)算的協(xié)同創(chuàng)新，幫助科研人員解決數(shù)據(jù)復(fù)雜度高、計(jì)算量大的科學(xué)問題。建立良好的國產(chǎn)化生態(tài)系統(tǒng)，將徹底改變高校科研的底層邏輯和實(shí)現(xiàn)路徑。

　　風(fēng)險(xiǎn)防控，亟需底層IT架構(gòu)國產(chǎn)化。

　　目前，高校在進(jìn)行信息化設(shè)備升級(jí)時(shí)，仍然大批采購進(jìn)口高性能計(jì)算系統(tǒng)，給網(wǎng)絡(luò)信息命脈留下重大隱患。近些年國際及國內(nèi)不斷發(fā)生的信息安全事件，提醒著我國對(duì)尖端科技成果信息保護(hù)的重要性，亟需建立基于中國本土的IT底層架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)，形成自有開放生態(tài)，從根本上杜絕海外軟件產(chǎn)品給國家信息安全帶來的威脅。

　　使用國產(chǎn)計(jì)算軟硬件架構(gòu)，構(gòu)建信息安全屏障，滿足當(dāng)下數(shù)字化轉(zhuǎn)型中高校算力要求，是我國計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)必須要做的突破。如果不掌握關(guān)鍵技術(shù)，安全、發(fā)展和創(chuàng)新都無從談起。

國產(chǎn)計(jì)算產(chǎn)品，從“可用”到“好用”

　　當(dāng)前國產(chǎn)軟硬件產(chǎn)品和計(jì)算產(chǎn)業(yè)正在逐步發(fā)展，出現(xiàn)了一批高質(zhì)量計(jì)算軟硬件產(chǎn)品。如華為發(fā)布的鯤鵬高性能產(chǎn)品，具備良好的算力拓展能力和多層次的計(jì)算生態(tài)，全面支撐高校教學(xué)、科研、管理等多應(yīng)用場(chǎng)景計(jì)算需求，當(dāng)前已經(jīng)在高校的科研項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)從 “可用”走向“好用”。

　　華中科技大學(xué)的“億圖”圖計(jì)算平臺(tái)，通過利用鯤鵬多核架構(gòu)、適配歐拉操作系統(tǒng)研發(fā)的圖計(jì)算引擎——基于“鵬城云腦Ⅱ”，在美國第25屆Graph 500排名中SSSP性能全球第一。圖計(jì)算作為分析事物之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的重要工具，可廣泛應(yīng)用于電商、社會(huì)治理、電網(wǎng)分析、制藥、材料、育種、基因等眾多領(lǐng)域。

　　西安電子科技大學(xué)和華為合作的電磁仿真應(yīng)用，基于鯤鵬的硬件平臺(tái)，當(dāng)前從千核(1024核)到萬核以上(16384核)的擴(kuò)展性測(cè)試中，并行效率達(dá)到了57%。該應(yīng)用依托矩量法原理，采取CALU算法，在現(xiàn)有開源數(shù)學(xué)庫的基礎(chǔ)上，采用“二位循環(huán)分布”的并行策略，基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)算過程中的負(fù)載均衡，并在LU分解過程中采取了單向通信選主元的方法，極大地減少了通信量，大大加快了矩陣求解的速度，使得電磁仿真中更電大、更復(fù)雜結(jié)構(gòu)、更高效的仿真需求在算法層面得以改善。

　　蘭州大學(xué)與鯤鵬一直保持著深度合作。基于鯤鵬服務(wù)器，完成HPC業(yè)務(wù)到鯤鵬的遷移驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)生命科學(xué)(CANU)性能提升15%、氣象海洋(WRF)性能提升23%、制造業(yè)(OpenFOAM)性能提升32%。聯(lián)合開發(fā)集講授、實(shí)踐于一體，基于鯤鵬服務(wù)器的高性能計(jì)算課程。帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)參加鯤鵬應(yīng)用創(chuàng)新大賽、鯤鵬眾智項(xiàng)目，與華為共同建設(shè)和完善鯤鵬高性能計(jì)算平臺(tái)，加速鯤鵬開發(fā)者生態(tài)的成熟發(fā)展。

　　鯤鵬軟硬件平臺(tái)不局限于替換原有硬件產(chǎn)品，而是憑借完整自研的國產(chǎn)計(jì)算架構(gòu)和軟硬件生態(tài)，構(gòu)筑數(shù)字化時(shí)代的算力基座，突圍目前我國高校計(jì)算平臺(tái)建設(shè)仍以Intel為主力的國外硬件產(chǎn)品為主的局面，并為我國教育科研領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)構(gòu)建信息安全屏障。

國產(chǎn)替代之路，道阻且長

　　信息技術(shù)代表最先進(jìn)生產(chǎn)力，是贏得未來的重要手段。高?？蒲行畔⒒瘒a(chǎn)替代是歷史必然，若想完全實(shí)現(xiàn)自主可控和國產(chǎn)化市場(chǎng)普及，道阻且長。

　　先天不足。我國信息業(yè)起步較晚，全球IT核心技術(shù)仍然大多掌握在歐美國家手中，無論是追趕還是超越，都是一場(chǎng)持久戰(zhàn)。任何一款產(chǎn)品，最終目標(biāo)都是獲得市場(chǎng)的信賴和認(rèn)可，如何不改變用戶“先入為主”的使用習(xí)慣，在保證兼容性和使用品質(zhì)的前提下，平穩(wěn)替代國外產(chǎn)品，是每個(gè)廠商需要思考的問題。

　　體系龐雜。教育科研信息化是一個(gè)宏大工程，專業(yè)性強(qiáng)、個(gè)性化要求多、復(fù)雜程度也高，不僅需要攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，更需要眾多學(xué)科、平臺(tái)、科學(xué)家、部門的交互和協(xié)同，達(dá)成數(shù)據(jù)共享、信息同步、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、流程順暢。尤其是要在做好基層規(guī)劃和設(shè)計(jì)的前提下，集合政策、資金、團(tuán)隊(duì)的共同作用力，以保證大平臺(tái)、大團(tuán)隊(duì)高效運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)出大成果。

　　鐘慢效應(yīng)。高?？蒲行畔⒒瘒a(chǎn)替代是一項(xiàng)“投入大、周期長、見效慢”的工程，無法在短時(shí)間內(nèi)取得立竿見影的效果，也難能快速取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。建設(shè)世界科技強(qiáng)國。支撐國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國家安全，離不開科研信息化的支撐和引領(lǐng)，也離不開廣大科研工作者的共同奮斗。奮進(jìn)在建設(shè)科技強(qiáng)國的大道上，需要我們有靜待花開的堅(jiān)持和耐心。

　　各種利好政策的密集落地，顯示出我國希望在教育科研信息化國產(chǎn)替代方向?qū)崿F(xiàn)突破的決心。在世界體系和國際格局正在發(fā)生深刻調(diào)整與變革的當(dāng)下，這份決然有著“只有成功不許失敗”的悲壯。中國經(jīng)濟(jì)正處于結(jié)構(gòu)升級(jí)、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的時(shí)期，擁有最具潛力的市場(chǎng)環(huán)境和人才環(huán)境，掌握科學(xué)研究主動(dòng)權(quán)，贏得大國戰(zhàn)略博弈，未來可期。