在新一轮科研范式变革中,人工智能训练、科学计算与多学科仿真对算力的需求呈现出规模大、波动强、周期长的特点。如何把形态各异的加速芯片拧成一股可统一调度的力量,成为科研平台建设的核心命题。围绕这一命题,以一体化智算服务平台为代表的智算基础设施,正通过异构算力纳管与训推一体的系统设计,为科研工作提供稳定而高效的算力底座。
一、从科研需求看一体化智算服务平台的价值
1.1 科研算力的三大挑战
科研场景的算力需求与通用互联网业务有明显不同,主要体现在以下三个方面:
1. 芯片形态多样,既有图形加速型也有计算加速型,缺乏统一纳管就难以协同;
2. 任务节奏不一,短时高频的小作业与耗时漫长的长作业并存,对调度提出兼顾效率与公平的要求;
3. 数据流转复杂,训练与推理往往需要就近取数,算力与数据若分离会显著拖慢进度。
1.2 什么是一体化智算服务平台
一体化智算服务平台,是把训练、推理与算力调度整合在同一体系中的基础设施。它向上为科研人员提供统一的任务入口,向下把分散的异构芯片抽象为可调度的资源池,使科研人员只需关注问题本身,而不必操心底层硬件的差别。
二、天翼云如何支撑一体化智算服务
2.1 异构算力纳管:以三无关化解差异
面向芯片碎片化难题,天翼云息壤一体化智算服务平台引入异构算力纳管能力,其设计遵循 Triless 的“三无关”理念,即资源无关、框架无关与工具无关。这意味着无论底层是哪种加速芯片,科研人员都可以用一致的方式提交任务,平台在底层完成适配与编排,从而把孤岛式的算力真正连成整体。
2.1.1 资源无关的统一抽象
资源无关让不同型号的加速卡在调度层面被一视同仁,平台按需分配显存与算力,避免某类芯片被闲置、某类芯片被挤占的不均衡局面。
2.1.2 框架与工具无关的任务提交
框架无关与工具无关则让科研团队沿用熟悉的人工智能框架与科研软件,无需为适配平台而重写代码,降低了从本地环境迁移到云端智算环境的门槛。
2.2 训推一体:减少空转提升效率
训练与推理若分别建设两套环境,容易造成资源错配与闲置。一体化智算服务平台通过训推资源统一调度与配额账本模型,把训练与推理资源放在同一张调度网中,忙时优先保障关键任务,闲时自动腾挪给其它作业,显著减少空转。
三、长周期任务的稳定保障
3.1 断点续训与故障动态感知
科研训练常常以天甚至以周计,中途故障会导致前功尽弃。平台具备断点续训与故障动态感知能力,在异常发生时快速定位并恢复,约15分钟即可重新拉起任务,把意外带来的代价压到最低。
3.2 万卡级集群调度与算网协同
当规模扩展到万卡级集群,调度算法本身成为瓶颈。平台以层级分治映射算法与算数协同应对这一挑战,并依托算网协同与“数随算走”,让数据跟随算力流动,减少跨地域搬运带来的等待。
把异构芯片管起来、把训练推理连起来、把长周期任务护起来,正是一体化智算服务平台的核心意义。以天翼云息壤一体化智算服务平台为代表的实践,正让分散异构的科研算力像水电一样被统一调度,使科研团队能把更多精力放在探索未知本身。